KR20060023081A - 하수슬러지 탈수 및 고화 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하수슬러지 탈수 및 고화 방법에 관한 것으로서, 특히, 하수 슬러지에 생석회를 첨가한 후 탄산가스로서 탄산화시켜 수분을 제거하고 동시에 고화시키므로서 하수슬러지 중의 수분을 저비용으로 제거하고 슬러지 자체를 고화시키는 하수슬러지 탈수 및 고화 방법에 관한 것이다.

본 발명은 (a) 수분이 함유된 하수슬러지 내에 생석회를 첨가하는 단계와, (b) 생석회가 첨가된 하수슬러지를 입상화하는 단계와, (c) 입상화된 생석회 첨가 하수슬러지 주위에 탄산가스를 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수슬러지 탈수 및 고화 방법을 요지로 한다.

슬러지

Description

하수슬러지 탈수 및 고화 방법{A method of dehydrating and hardening of the sludge}

본 발명은 하수슬러지 탈수 및 고화 방법에 관한 것으로서, 특히, 하수 슬러지에 생석회를 첨가한 후 탄산가스로서 탄산화시켜 수분을 제거하고 동시에 고화시키므로서 하수슬러지 중의 수분을 저비용으로 제거하고 슬러지 자체를 고화시키는 하수슬러지 탈수 및 고화 방법에 관한 것이다.

일반적으로 국내의 하수 종말처리장에서 하수를 처리할 때 슬러지가 년간 약 200만톤 정도 발생되고 있다. 이 하수 슬러지는 현재 70% 이상을 해양투기하고 있고 나머지는 매립되거나 일부가 녹생토 등으로 재활용되고 있다. 하수종말처리장에서 탈수공정을 거쳐 발생된 하수슬러지라도 평균 80% 정도의 물을 함유하고 있다. 따라서 이 물을 값싸게 제거할 수 있는 방법이 없기 때문에 주로 해양투기하고 있는 실정이다. 향후 해양투기가 금지될 경우는 하수슬러지 처리가 곤란해지거나, 육상매립 또는 소각을 하여야 하는데 이때에도 해양투기보다 비용이 많이 소요되고 매립장 확보도 어렵다.

한편, 매립이나 소각의 경우에도 하수슬러지 중에 포함된 89% 정도의 수분 때문에 처리량 증대, 침출수, 수분증발에 따른 소각비용 상승 등의 문제가 발생된다.

따라서 하수슬러지를 활용하기 위해서는 값싸게 수분을 제거하는 것이 가장 우선되어야 할 기술이 된다. 그러나 현재까지 개발된 방법으로는 수분제거에 상당한 비용이 소요되므로 해양투기법을 채택하고 있다. 물론 해양투기의 경우에도 톤당 처리비용 중 80%는 물을 운반하는데 사용되고 있는 실정이므로 염가의 수분제거 방법 개발이 필요하다.

본 발명자들은 수년간 슬래그 탄산화 관련 연구를 진행하였던 바 이 기술을 하수슬러지 처리에 적합하도록 개발하였다. 한편 현재까지 공개된 하수슬러지 수분제거 방법을 보면 첫째, 가열건조에 의해서 수분을 제거하는 방법이 대부분인데 이 방법은 비용이 많이 소요되는 방법이므로 해양투기 규제가 상대적으로 약한 우리나라에서는 거의 실용화 채택되지 않는 방법이다.

둘째, 가열건조하여 함수율을 26~40%로 낮춘 후에 생석회를 첨가하고 숙성시켜 함수율 1%의 슬러지를 만드는 방법(일본 특개평 11-35353)이 있는데 이 방법도 가열 건조 비용 및 생석회 재료 비용이 상당히 소요되는 방법으로 실용성이 낮은 방법이다.

셋째, 스팀건조에 의하여 수분을 저감시키는 방법도 있으나 이것 역시 스팀건조비용이 소요되고 스팀건조기 기계 특성상 하수슬러지 수분이 낮아지면 하수슬러지가 더스트가 되어 작업환경이 나빠지므로 하수 슬러지의 함수율이 5% 정도까지 건조할 수 없는 단점이 있는 방법이다. 위에서 설명한 종래 기술에 의해서 하수슬러지의 수분을 감소시키기에는 경제적이고 기술적인 문제점들이 있다.

따라서 종래 기술보다 간편하고 경제성이 높은 새로운 기술이 요구된다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하수 슬러지에 생석회를 첨가한 후 탄산가스로서 탄산화시켜 수분을 제거하고 동시에 고화시키므로서 하수슬러지 중의 수분을 저비용으로 제거하고 슬러지 자체를 고화시키는 하수슬러지 탈수 및 고화 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적은 (a) 수분이 함유된 하수슬러지 내에 생석회를 첨가하는 단계와, (b) 생석회가 첨가된 하수슬러지를 입상화하는 단계와, (c) 입상화된 생석회 첨가 하수슬러지 주위에 탄산가스를 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수슬러지 탈수 및 고화 방법에 의하여 달성된다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명은 하수슬러지에 생석회를 첨가한 후 입상화 하고 입상화된 생석회 첨가 하수슬러지에 탄산가스를 주입시켜서 하수슬러지 중의 수분을 저감하는 방법에 관한 것이다.

이하 본 발명에 대하여 상세히 설명하고자 한다.

본 발명의 구현에 있어서, 하수슬러지 중의 수분을 저감시키기 위하여 하수슬러지 내에 생석회를 첨가한 후 입상화하고 입상화된 생석회 첨가 하수슬러지 주위에 탄산가스를 주입시켜 수분을 제거하였다. 이때 첨가된 생석회는 하수슬러지 중의 수분과 반응하면서 소석회가 된다.

이 소석회 생성반응은 발열반응이므로 이 과정에서 수분이 일부 제거된다. 또 생성된 소석회는 탄산가스와 반응하여 탄산칼슘이 된다. 이 탄산칼슘 생성반응도 발열반응이므로 수분이 제거된다. 생성된 탄산칼슘은 결합제로 작용하여 입상 하수슬러지의 건조강도를 증대시키게 된다. 따라서 이와 같이 건조된 생석회 첨가 하수슬러지는 운송, 적재 등이 가능한 상태로 되어 시멘트 공장 등의 원료로 제공할 수 있는 재료가 되었다.

이하 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

실시예

함수율 80% 정도의 하수 슬러지에 생석회를 3~10% 첨가하고 혼합한 후 구형의 볼을 만들었다. 하수슬러지로 만든 구형볼을 반응기에 장입하고 탄산가스를 반응기 내로 주입하였다. 반응기 내에서 1일 반응시킨 후 함수율을 측정하였더니 5% 정도가 되었다. 시멘트 공장의 원료로 공급 가능한 취급강도를 가진 하수슬러지 고화체가 되었다. 이때 생석회는 첨가량에 따라 탈수속도 및 고화속도가 변할 뿐 탈수 및 고화자체가 되지 않는 것은 아니다. 또 과잉첨가하면 비용이 많이 소요되므로 10% 정도로 하였다. 탄산가스 유량을 증대시키고, 연돌 배가스를 사용하면 배가 스의 현열을 이용하게 되므로 반응시간도 줄일 수 있다. 즉, 탄산가스 사용조건이 변해도 탈수와 고화 속도변화만 있을 뿐 그 자체는 가능한 것이다.

본 발명에 의하여 하수슬러지의 건조 및 고화방법이 제공된다. 즉 생석회를 첨가하고 탄산가스, 연돌 배가스를 주입시키면 생석회의 소화열, 탄산칼슘 생성열, 탄산가스 흐름에 의한 가속건조 또는 배가스 현열 등으로 인하여 건조 및 고화가 동시에 일어나는 하수슬러지 수분을 대단히 염가로 제거할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. (a) 수분이 함유된 하수슬러지 내에 생석회를 첨가하는 단계와,

   (b) 생석회가 첨가된 하수슬러지를 입상화하는 단계와,

   (c) 입상화된 생석회 첨가 하수슬러지 주위에 탄산가스를 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수슬러지 탈수 및 고화 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 (a)단계에서 첨가된 생석회는 하수슬러지중의 수분과 반응하여 소석회가 되고, 소석회 생성반응에서 발생하는 열에 의하여 하수슬러지 내의 수분이 제거되는 것을 특징으로 하는 하수슬러지 탈수 및 고화방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 (c)단계에서 주입되는 탄산가스는 상기 소석회와 반응하여 탄산칼슘이 되고, 탄산칼슘 생성반응에 의하여 발생되는 열에 의하여 하수슬러지내의 수분이 제거되는 것을 특징으로 하는 하수슬러지 탈수 및 고화방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 하수슬러지에 첨가되는 생석회의 첨가비율은 3~10% 비율로 첨가하는 것을 특징으로 하는 하수슬러지 탈수 및 고화방법.