KR20090078702A - 고화제 및 이를 이용한 함수 슬러지의 고화 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수처리 및 토목공사 현장에서 발생되는 고 함수 슬러지를 신속하게 고화시킬 수 있는 고화제 및 이를 이용한 함수 슬러지의 고화 방법에 관한 것으로, a) 펄프 슬러지 소각재; 및 b) 산성 자극제를 포함하는 고화제 및 상기 고화제를 함수 슬러지에 첨가하는 단계를 포함하는 함수 슬러지의 고화 방법을 제공한다.

화제, 슬러지 고화, 펄프 슬러지 애쉬, 산성 자극제, 산성 수용액, 황산 알루미늄

Description

고화제 및 이를 이용한 함수 슬러지의 고화 방법{SOLIDIFICATION AGENT AND SOLIDIFICATION METHOD FOR SLUDGE CONTAINING WATER}

본 발명은 수처리 및 토목공사 현장에서 발생되는 고 함수 슬러지를 신속하게 고화시킬 수 있는 고화제 및 이를 이용한 함수 슬러지의 고화 방법에 관한 것이다.

종래의 수처리 및 토목공사 현장에서 발생되는 고 함수 슬러지는 시멘트 급결제, 생석회 등으로 고화를 시키고 있어 많은 비용이 소요되었고, 그로부터 고화된 고화물의 체적은 고화제로 사용한 시멘트 또는 생석회의 체적으로 40 내지 50 부피% 증가되어 매립처리 비용이 증가되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 고려하여, 수처리, 지질개량 등에서 발생되는 고 함수의 슬러지를 신속하게 고화시킬 수 있는 고화제 및 이를 이용한 함수 슬러지의 고화 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 폐자원을 이용하는 고화제 및 이를 이용한 함수 슬러 지의 고화 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 적은 첨가량으로도 다량의 함수 슬러지를 고화시킬 수 있는 고화제 및 이를 이용한 함수 슬러지의 고화 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 고화물의 체적 증가가 적은 고화제 및 이를 이용한 함수 슬러지의 고화 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여,

a) 펄프 슬러지 소각재; 및

b) 산성 자극제

를 포함하는 고화제를 제공한다.

또한 본 발명은

상기 고화제를 함수 슬러지에 첨가하는 단계를 포함하는 함수 슬러지의 고화 방법을 제공한다.

본 발명의 고화제는 폐기물로 처리되고 있는 펄프 슬러지 소각재를 주원료로 이용함으로 자원을 절약하며 매우 경제적이고, 신속하게 고화를 하며, 고화물 체적을 크게 증가시키지 않아 매립 처리비용을 절감하게 하는 효과가 있으며, 이를 적용한 매립지는 지반 침하를 예방할 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명은 폐기물로 처리되고 펄프 슬러지 소각재의 높은 흡수력, 및 흡유력 으로 함수 슬러지의 물을 포수함과 동시에 펄프 슬러지 소각재에 내재하고 있는 잠재수경성을 산으로 자극하여 급속한 경화가 나타나도록 하여 고 함수의 슬러지가 고화되도록 한 것이다.

본 발명은 이를 위하여 펄프 슬러지 소각재, 및 산성 자극제를 포함하는 고화제를 제공한다.

상기 펄프 슬러지 소각재와 산성 자극재의 조성비는 산성 자극제의 종류와 고화되는 함수 슬러지 종류와 함수율에 따라 달라질 수 있지만, 함수 슬러지를 포함한 전체 함수 슬러지계를 중화하는 것에 맞추는 것이 바람직하다. 예를 들면 함수 슬러지가 산성을 나타내면 펄프 슬러지 소각재의 투입만으로도 함수 슬러지를 고화시킬 수 있는 것이며, 그렇지 않다면 별도의 산성 자극제를 펄프 슬러지 소각재의 양과 함수 슬러지의 양에 맞추어 전체 계를 중화시킨다는 목표로 첨가하도록 한다.

따라서 하나의 고화제로 제조하여 함수 슬러지에 투입하려고 한다면 펄프 슬러지 소각재 100 중량부에 대하여 산성 자극제 0.1 내지 10000 중량부이면 적절하다. 산성 자극제의 양이 0.1 중량부 미만이면 펄프 슬러지 소각재의 속경성을 발현하기 어려우며, 10000 중량부를 초과하면 초과량 만큼의 경화효과가 나타나지 않으며, 비경제적이다.

상기와 같은 포수 및 경화를 얻을 수 있는 펄프 슬러지 소각재는 목재 소각재, 또는 제지 제조공정에서 발생되는 펄프 슬러지를 소각하여 발생되는 소각재이다.

또한 상기 산성 자극제는 직접적인 황산, 염산, 질산 등의 무기산이 될 수 있으며, 슬러지 고화, 투입 용이성, 자원 재활용을 고려하여 황산알루미늄, 백반, 명반, PAC(poly aluminum chloride), 및 산 담지체로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 바람직하다. 또한 산 담지체는 톱밥, 또는 활성탄에 폐황산 또는 폐염산을 흡착시켜 제조되는 분체상의 폐산 담지체가 바람직하다.

본 발명의 고화제는 투입 용이성을 고려하여 성상이 분체 또는 펠렛이 바람직하다. 펠렛은 펄프 슬러지 소각재와 산성 자극제의 혼합 분체를 타정 등의 방법으로 입자화 및 고밀도화한 것으로, 분진억제, 운반 및 취급 용이성에서 유리하며, 함수 슬러지에 혼합됨으로써 함수 슬러지의 물에 의해 곧 바로 해쇄되어 함수 슬러지를 고화시킬 수 있다.

본 발명의 고화제는 분체상의 펄프 슬러지 소각재를 분체 상의 산성 자극제를 혼합한 것으로, 다량의 물을 가지고 있는 수처리, 지질개량 등에서 발생되는 고 함수의 슬러지에 혼합함으로써 함수 슬러지를 고화시킨다. 산성 자극제는 함수 슬러지가 함유하고 있는 물에 용해되어 펄프 슬러지 소각재가 급격한 수경성을 나타나도록 한다.

또한 함수 슬러지에 대한 본 발명의 고화제의 첨가량은 고화제의 조성비 및 함수 슬러지에 따라 차이가 있지만 함수 슬러지의 10 부피% 이하로도 부피증가가 거의 없이 고화 효과를 얻을 수 있으며, 통상적인 하수 슬러지 매립지에서의 10 중량% 고형분 농도의 함수 슬러지라면 5 분 안에 고화될 수 있으며, 그 강도가 덤프트럭이 다닐 수 있을 정도이다.

이하의 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이지 이들 만으로 한정되는 것이 아니다.

[실시예]

본 발명의 고화제의 주원료로 사용되는 펄프 슬러지 소각재(로스케스코사 제조)를 습식 분석 및 X선 회절분석한 결과는 하기 표 1과 같다.

[표 1]

실시예 1∼5, 비교예

하기 표 2과 같은 조성으로 원료 분체들을 혼합하여 고화제를 제조하였다. 인천영종도 하수 슬러지 매립장의 하수 슬러지(pH 8.0, 함수율 평균 85.5 중량%)을 혼합하고 고화속도, 덤프트럭 통과여부 및 부피증가를 측정하여 나타내었다.

[표 2]

상기 표 2에서, 실시예 3, 및 실시예 4의 고화제는 분체 고화제를 압출타정기에서 10 kg/㎠의 압력으로 압출하여 제조한 펠렛형 고화제이며, PSA는 펄프 슬러지 소각재이고, PAC는 폴리알루미늄클로라이드 분체이고, 고화시간은 지촉관능으로 측정하고, 덤프트럭은 매립지에서 혼합 후 30 분 경과하여 통과시킨 것이며, 부파증가는 고화된 하수슬러지의 비중을 측정하여 산출하였다.

Claims (9)

1. a) 펄프 슬러지 소각재; 및

   b) 산성 자극제

   를 포함하는 고화제.
2. 제 1 항에 있어서,

   a) 펄프 슬러지 소각재 100 중량부; 및

   b) 산성 자극제 0.1 내지 10000 중량부

   를 포함하는 고화제.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 a)의 펄프 슬러지 소각재가 목재 소각재, 또는 제지 제조공정에서 발생되는 펄프 슬러지를 소각하여 발생되는 소각재인 고화제.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 b)의 산성 자극제가 황산알루미늄, 백반, 명반, PAC(poly aluminum chloride), 및 산 담지체로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 고화제.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 산 담지체가 톱밥, 또는 활성탄에 폐황산 또는 폐염산을 흡착시켜 제조되는 분체상의 폐산 담지체인 고화제.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 고화제는 성상이 분체인 고화제.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 고화제는 성상이 펠렛인 고화제.
8. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 6 항, 및 제 7 항 중의 어느 한 항의 고화제를 함수 슬러지에 첨가하는 단계를 포함하는 함수 슬러지의 고화 방법.
9. a) 펄프 슬러지 소각재; 및

   b) 산성 자극제

   를 포함하는 고화 시스템.