KR20100030211A - Apparatus for solubilization pretreatment of organic sludge and method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유기성슬러지의 가용화 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펄프 생산공정에서 발생하는 리그닌슬러지, 하수처리장에서 발생하는 탈수슬러지, 공장폐수처리장에서 발생하는 폐수슬러지 등의 유기성슬러지를 이용하여 가온가압반응을 통해서 슬러지의 대부분을 구성하는 미생물의 세포막 또는 세포벽을 파괴하여 가용한 유기물질을 방출시켜 소화조의 혐기성소화 효율을 향상하고 체류시간을 줄이고, 또한 메탄생성을 향상시켜 에너지를 절감하는 동시에 감량화와 탈수능 향상을 통해서 최종 배출되는 탈수슬러지의 양을 줄일 수 있는 유기성슬러지의 가용화 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for solubilizing organic sludge, and more particularly, to organic sludge, such as lignin sludge generated in a pulp production process, dewatered sludge generated in a sewage treatment plant, and wastewater sludge generated in a plant wastewater treatment plant. Through the heating and pressing reaction, it destroys the cell membrane or cell wall of the microorganisms that make up most of the sludge, releasing available organic substances, thereby improving the anaerobic digestion efficiency of digestive tanks, reducing the residence time, and improving the methane production to save energy. The present invention relates to an apparatus and method for solubilizing organic sludge which can reduce the amount of dewatered sludge discharged through reduction and improvement of dewatering capacity.
잘 알려진 바와 같이, 유기성슬러지의 경우 발생량이 지속적으로 증가하고 있으며 이의 처리가 큰 환경문제로 대두되고 있는데, 대표적인 처리방법인 매립과 해양투기는 각종 규제를 통해 차단되고 있는 실정이다.As is well known, the amount of organic sludge is continuously increasing and its treatment is a big environmental problem, and landfill and ocean dumping, which are representative treatment methods, are blocked through various regulations.
이에 따라 소각과 열분해 및 기타 재활용 방법도 있지만, 각각의 방법을 적용하기 위한 적정함수율이 존재하여 고에너지를 소비하는 건조과정이 전처리 기술 로 꼭 필요하다. 따라서 환경친화적이면서 대규모처리가 가능한 새로운 처리방법의 개발이 시급한 실정이다.As a result, incineration, pyrolysis and other recycling methods exist, but there is an appropriate moisture content to apply each method, and a drying process that consumes high energy is necessary as a pretreatment technology. Therefore, it is urgent to develop a new treatment method that is environmentally friendly and capable of large-scale treatment.
혐기성 소화공정은 슬러지의 안정화를 위한 공정으로 산소가 존재하지 않는 상태에서 혐기성 미생물에 의해 유기물질이 분해되면서 메탄가스를 생성시켜 에너지의 회수가 가능하며, 슬러지의 탈수효율을 향상시켜 최종 슬러지의 발생량을 줄이는 감량화의 효과를 얻을 수 있다.Anaerobic digestion process is a process for stabilization of sludge. The organic material is decomposed by anaerobic microorganisms in the absence of oxygen, and methane gas is generated to recover energy, and the sludge dehydration efficiency is improved to generate final sludge. The effect of weight reduction can be obtained.
이와 같이 유용한 혐기성 소화공정은 장시간을 요하는 소화 공법으로 20일 이상의 체류시간이 소요되는 바, 반응조의 용량이 커야하며, 혐기성소화의 효율이 약 30% 내외에 불과하고, 운전조건이 호기성 조건의 미생물 공정보다 까다롭다는 문제점을 가지고 있다.This useful anaerobic digestion process requires a long time of 20 days or more as a digestive method that requires a long time. The capacity of the reactor must be large, and the efficiency of anaerobic digestion is only about 30%, and the operating conditions are aerobic. The problem is that it is more difficult than the microbial process.
이에 따라 혐기성 소화공정의 효율 증대와 최종 배출슬러지의 감량을 동시에 달성하기 위해서는 전처리 과정이 필요하다.Accordingly, pretreatment is necessary to simultaneously achieve an increase in the efficiency of anaerobic digestion and reduction of the final discharge sludge.
혐기성 소화공정은 고형상의 유기물을 액상화(가용화)하는 가수분해 단계와 미생물이 액상화된 유기물을 이용하여 메탄을 생산하는 단계로 구분된다. 전체 혐기성 소화공정의 율속단계는 고형상의 유기물을 액상화하는 반응으로 알려져 있다.The anaerobic digestion process is divided into a hydrolysis step of liquefying (solubilizing) solid organic matter and a step of producing methane using liquefied organic matter. The rate-limiting step of the entire anaerobic digestion process is known as the liquefaction of solid organic matter.
따라서 여러 가지 전처리 방법으로 세포벽을 파괴하여 가용한 유기물질을 방출시켜 인위적으로 가수분해 단계를 축소시켜 전체 반응시간을 줄이고 소화효율을 극대화 하는 방법의 연구가 활발히 진행되어지고 있다.Therefore, various pretreatment methods have been actively conducted to research how to break down the cell wall and release available organic substances to artificially reduce the hydrolysis step to reduce the overall reaction time and maximize the digestion efficiency.
전처리 방법으로는 파쇄, 습식밀, JET 분사 등의 기계적 방법과 산, 염기를 이용한 화학적 방법, 열처리, 동결ㆍ융해, 오존, 효소처리의 방법들이 있으나 대부 분 실험실 규모의 연구 단계이며, 기술적 경제적인 문제들로 아직 대규모 상용화 공정에 적용된 예는 없다.Pretreatment methods include mechanical methods such as crushing, wet milling, JET spraying, chemical methods using acid and base, heat treatment, freezing / thawing, ozone, and enzyme treatment. Problems have not yet been applied to large scale commercialization processes.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 기술의 한계를 극복하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 탈수슬러지를 건조과정 없이 무산소 환원분위기의 가온가압반응에 적용하여 가용화를 통해서 기존의 혐기소화처리설비에서의 유기성슬러지의 안정화및 감량화는 물론, 메탄가스등의 에너지 회수가 가능한 혐기소화조의 소화효율을 향상시켜 체류시간과 소화조의 용량을 줄이고 메탄가스의 생산량을 증가시킬 수 있는 유기성슬러지의 가용화 장치 및 방법을 제공하는 것이다.Therefore, the present invention has been proposed to overcome the limitations of the prior art as described above, and an object of the present invention is to apply a dehydration sludge to a heating pressurization reaction in an oxygen-free reducing atmosphere without drying, so that the existing anaerobic digestion treatment equipment is solubilized. System and method for solubilizing organic sludge that can reduce the residence time and digester capacity and increase the production of methane gas by improving the digestion efficiency of anaerobic digester that can recover energy such as methane gas as well as stabilization and reduction of organic sludge in To provide.
본 발명의 다른 목적은 슬러지의 탈수성을 향상시켜 최종 슬러지의 배출을 최소화할 수 있는 유기성슬러지의 가용화 장치 및 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for solubilizing organic sludge which can improve the dewatering of sludge to minimize the discharge of the final sludge.
또한 본 발명의 또 다른 목적은 가온가압반응은 일반적인 열처리 기술보다 수분의 기화에너지로 소비되는 에너지를 최소화하여 에너지를 절약할 수 있도록 가온가압반응를 적용한 유기성슬러지의 가용화 장치 및 방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for solubilizing organic sludge by applying a heating and pressing reaction to save energy by minimizing energy consumed by vaporized energy of moisture than a heating and pressing reaction.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 태양에 따르면, 유기성슬러지의 가용화 장치에 있어서, 상기 유기성슬러지를 수용되어 열처리되는 가온가압 반응기; 상기 유기성슬러지를 탄화시키는 반응온도로 상기 가온가압 반응기를 가열하는 가열수단; 상기 가온가압 반응기 내부의 온도 및 압력을 감지하는 측정수단; 상기 측정수단에 의해 감지된 상기 가온가압 반응기의 온도 및 압력를 포화수증기압 이상이 되도록 조절하는 제어수단을 포함한다.According to one aspect of the present invention for achieving the above object, an organic sludge solubilizing device, comprising: a heated and pressurized reactor for receiving and heat treating the organic sludge; Heating means for heating the heated pressurized reactor to a reaction temperature for carbonizing the organic sludge; Measuring means for sensing a temperature and a pressure inside the heated pressurization reactor; And control means for controlling the temperature and pressure of the heated pressurization reactor sensed by the measuring means to be equal to or higher than the saturated steam pressure.
가온가압 반응기의 반응온도는 100~300℃, 압력은 101.3 ~ 8815.3KPa으로 조절되어 20분 ~ 3시간 운전되며, 조절 압력 이상이 되면 가온가압 반응기 내부의 포화수증기를 수증기 벤트를 통해 외부로 배출하는 것이 바람직하다.The reaction temperature of the heated pressurized reactor is adjusted to 100 ~ 300 ℃ and the pressure is controlled from 101.3 to 8815.3KPa for 20 minutes to 3 hours.If the pressure exceeds the control pressure, the saturated steam inside the heated pressurized reactor is discharged to the outside through the steam vent. It is preferable.
가온가압 반응기는 가압을 위해서 기밀성이 뛰어난 밀폐형 반응기를 이용한다.The heating pressurization reactor uses a closed type reactor having excellent airtightness for pressurization.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 상술한 유기성슬러지의 가용화 장치를 이용한 가용화 방법에 있어서, 상기 유기성슬러지를 밀폐형 가온가압 반응기에 투입하는 단계; 상기 투입된 유기성슬러지를 반응온도로 가열하는 단계를 포함하되, 상기 가온가압 반응기의 반응온도는 100~300℃, 압력은 101.3 ~ 8815.3KPa으로 20분 ~ 3시간 운전되어, 상기 가온가압 반응기의 온도와 압력을 포화수증기압 이상이 되도록 조절한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a solubilization method using the above-described solubilization apparatus for organic sludge, comprising: introducing the organic sludge into a closed heating pressurization reactor; Including the step of heating the introduced organic sludge to the reaction temperature, the reaction temperature of the heating and pressure reactor is 100 ~ 300 ℃, the pressure is 101.3 ~ 8815.3
본 발명에 의하면, 적정한 가온 및 가압을 통해 에너지 손실을 최소화하면서 유기성슬러지를 가용화 할 수 있다는 것이 주된 효과이다.According to the present invention, the main effect is that the organic sludge can be solubilized while minimizing energy loss through proper heating and pressurization.
그 외에, 생성된 가용화 슬러지는 후속 혐기성소화를 통해서 소화효율 증가와 체류시간를 상대적으로 감소시켜 소화조의 크기를 줄일 수 있다.In addition, the solubilized sludge produced can reduce the size of the digester by increasing the digestion efficiency and reducing the residence time relatively through subsequent anaerobic digestion.
또한 가스발생량의 증가로 고농도의 메탄가스를 부산물로 얻을 수 있으며, 슬러지의 탈수성을 향상시켜 슬러지의 배출을 최소화 하여 하수처리과정에서 발생하는 슬러지의 안정화 및 자원화가 가능하다.In addition, it is possible to obtain high concentration of methane gas as a by-product by increasing the amount of gas generated, and to improve sludge dehydration to minimize sludge discharge and stabilize the sludge generated in the sewage treatment process.
발생한 메탄가스는 가온가압반응의 가온을 위한 열원 또는 혐기소화조의 반 응온도를 유지하는 열원으로 사용이 가능하고, 밀폐형 반응장치에 의한 악취발생의 원천적 방지가 가능한 효과를 가진다.The generated methane gas can be used as a heat source for heating the pressurized pressurization reaction or as a heat source maintaining the reaction temperature of the anaerobic digestion tank, and has the effect of preventing the occurrence of odor by a closed reactor.
이하 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다. 도면 중 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조번호를 병기하였고 그 상세한 설명은 생략하였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. In the drawings, like reference numerals designate like elements and detailed descriptions thereof are omitted.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 유기성슬러지의 가용화 장치의 구성을 나타내는 개략도이다. 1 is a schematic view showing the configuration of an apparatus for solubilizing organic sludge according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 유기성슬러지의 가용화 장치(100)는 유기성슬러지를 대상으로 가온가압을 통한 가용화방법을 제공하는 장치로서, 반응부와, 제어부와, 응축부로 이루어지며, 가온가압 반응이 이루어지는 반응부는 가용화용 가온가압 반응기(104)와, 이 반응기(104)를 가열하는 가열수단으로서의 히터(103)와, 반응기(104)내부의 온도와 압력을 감지하는 측정수단으로서 압력계(102) 및 온도센서(108)와, 그 주변장치들로 구성되어 있는 데, 주변장치로는 교반기(101), 수증기 벤트(105), 온도조절수단(106), 포화수 유출 밸브(107), 등이 있다. 물론, 각 구성요소들로 전기에너지를 공급하기 위한 전원(109)을 포함한다.As shown in FIG. 1, an apparatus for solubilizing
한편 도시하지는 않았지만, 제어부는 온도센서(108)와 압력계(102)에 의해 측정된 값을 이용하여 온도와 압력을 제어하는 콘트롤패널(control panel)과 가용화장치의 운전 및 실시간 반응조건 저장이 가능한 컴퓨터로 이루어지며, 응축부는 압력조절시에 배출되는 고온의 수증기를 냉각하는 열교환기로 이루어진다.Although not shown on the other hand, the control unit is a computer that can control the operation of the control panel (control panel) and the solubilizer and store the real-time reaction conditions using the values measured by the
교반기(101)는 반응기(104) 내부에 수용된 슬러지를 교반하기 위한 것이고, 압력계(102)는 반응기(104)의 내부압력을 측정하기 위한 것이다. 히터(103)는 반응기(104)의 가열을 위한 것으로, 전기가열로가 바람직하다.The
온도조절수단(106)은 히터(103)의 동작을 제어하여 반응기(106)의 내부온도를 조절하기 위한 것인 데, 그 온도범위는 유기물의 탄화에 필요한 온도인 100~300℃ 로 조절된다.Temperature control means 106 is to control the operation of the
포화수 유출 밸브(107)는 슬러지에서 분리된 포화수와 응축수 등을 반응기(104) 외부로 배출할 수 있도록 하기 위한 것이고, 온도센서(108)는 반응기(104)의 내부 온도를 측정하여 그 측정값이 온도조절수단(106)으로 제공된다.The saturated
수증기 벤트(105)는 반응기(104)의 내부 압력이 일정 이상 되는 경우 반응기 (104)내부의 포화수증기를 외부로 배출할 수 있도록 하기 위한 것으로, 이러한 수증기 벤트(105)가 열리는 압력은 본 발명에 따른 유기성슬러지의 가용화 장치의 운전 방식에 따라 다양하게 정해질 수 있는 데, 그 범위는 101.3 ~ 8815.3KPa으로서 운전 온도에 해당하는 포화수증기압보다 다소 높은 압력으로 운전된다.The
물론, 수증기 벤트(105)는 작업완료 후 반응기(104) 내부의 수증기를 배출하는 용도로만 사용될 수도 있다.Of course, the
도 2은 도 1 장치의 변형예를 나타낸 도면이고, 도 3는 반응기 내부의 온도 와 압력을 조절하기 위한 주변장치들의 구성을 나타낸 블록도이다.2 is a view showing a modification of the device of Figure 1, Figure 3 is a block diagram showing the configuration of peripheral devices for adjusting the temperature and pressure inside the reactor.
도 2과 도 3에서 알 수 있는 바와 같이 경우에 따라서는 압력계(102)에서 측정된 압력정보를 온도/압력조절수단(106a)으로 더 제공하고, 온도/압력조절수단(106a)은 압력계(102)에 의한 반응기(104) 내부의 압력정보와 온도센서(108)에 의한 내부 온도정보를 기초로, 히터(103)의 동작, 또는 히터(103)와 수증기 벤트(105)의 동작을 자동으로 제어한다. 이 제어기능은 이 분야의 전문가들이라면, 본 발명의 내용을 참조하여 프로그램으로 쉽게 구현할 수 있다. 나머지는 도 1의 실시예에서 설명한 것과 같다.As can be seen in FIGS. 2 and 3, in some cases, the pressure information measured by the
이상과 같이 구성된 본 발명의 유기성슬러지의 가용화 장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the organic sludge solubilizing device of the present invention configured as described above are as follows.
유기성슬러지를 가온가압 반응기(140)에 투입하고, 히터(103)를 작동하여, 투입된 하수슬러지를 반응온도 100~300℃로 가열하면, 슬러지 자체가 가지고 있는 수분 및 저분자량 유기물의 증발로 인해서 자동으로 승압이 되며, 반응온도에 맞는 포화수증기압( 101.3 ~ 8815.3 KPa)보다 다소 높은 압력이 조절된다. 반응시간은 20분 ~ 3시간이다.When the organic sludge is introduced into the heating pressurization reactor 140 and the
이와 같이 가열하는 단계에서 슬러지에 포함된 수분은 최소의 기화에너지만을 소비하여 반응온도에 도달한다. 따라서 슬러지의 수분이 100℃ 이상의 반응온도에서도 수증기로 변하지 않고 수분으로 존재하기 때문에 기존의 열처리 공정에 비하여 에너지 소비를 최소로 줄일 수 있다.In this heating step, the water contained in the sludge consumes only minimal vaporization energy to reach the reaction temperature. Therefore, the water of the sludge does not change into water vapor even at a reaction temperature of 100 ℃ or more, so that the energy consumption can be reduced to a minimum compared to the existing heat treatment process.
이때 고온의 수분(열수)는 슬러지 내부에서 자체적으로 열매체의 역할을 수 행하여 슬러지 세포벽의 파괴를 더욱 가속화시키게 된다. 따라서 가온을 통해서 얻어지는 열에너지와 포화수증기압으로 인한 압력으로 슬러지의 플록이 해체되고 세포벽이 파괴되어 슬러지의 미생물이 분해되어 세포액이 용출되면서 가용화가 이루어진다.At this time, the high temperature water (hot water) acts as a heat medium in the sludge itself to further accelerate the destruction of the sludge cell wall. Therefore, the floc of the sludge is dismantled by the pressure due to the heat energy and saturated steam pressure obtained through warming, the cell wall is destroyed, the microorganism of the sludge is decomposed and solubilized as the cell solution is eluted.
또한 슬러지가 가온가압반응을 통해서 가용화되는 과정에서, 반응온도 증가시 슬러지 시료 자체의 점도가 감소하여 탈수성 향상의 효과를 얻을 수 있다.In addition, in the process of solubilizing the sludge through the heating and pressing reaction, the viscosity of the sludge sample itself decreases when the reaction temperature is increased, thereby improving the dehydration property.
더구나, 본 발명의 가온가압 반응기는 가압을 위해서 기밀성이 뛰어난 밀폐형 반응기를 이용하고, 또한 수분의 증발을 억제하는 반응조건에 의해서, 악취발생의 억제 효과가 뛰어나게 된다.In addition, the heated and pressurized reactor of the present invention uses an airtight reactor having excellent airtightness for pressurization, and under the reaction conditions of suppressing evaporation of water, the effect of suppressing odor is excellent.
이 외에도, 생성된 가용화 슬러지의 SCOD의 증가로 인하여 혐기성미생물을 쉽게 이용함에 따라 소화시간이 짧고 소화효율이 향상되어 바이오가스 발생량이 증가하게 된다.In addition, due to the increase in the SCOD of the solubilized sludge produced by the use of anaerobic microorganisms, the digestion time is shortened and the digestion efficiency is improved to increase the amount of biogas generated.
한편, 기존의 가용화를 위한 전처리 방법들의 결과를 문헌을 통해 알아보면 본 발명의 가온가압과 비슷한 열처리 방법은 170℃에서 열처리 한 경우 SCOD가 1800 mg/L에서 13760mg/L로 증가되어 약 7.6배 증가하였고 혐기성소화 효율과 가스발생량도 향상되었다고 한다.On the other hand, if the results of the conventional pretreatment methods for solubilization are found in the literature, the heat treatment method similar to the heating pressure of the present invention increases the SCOD from 1800 mg / L to 13760 mg / L when heat treated at 170 ° C., about 7.6 times higher. The anaerobic digestion efficiency and gas generation rate were also improved.
또한 기계적 전처리 방법의 경우에는 SCOD가 80%의 증가효율을 보였다고 하며, 초음파 처리의 경우 처리시간의 증가에 따라서 SCOD가 최고 3.8배 증가하였다고 한다.In the case of mechanical pretreatment, the SCOD increased by 80%. In the case of ultrasonic treatment, the SCOD increased up to 3.8 times as the treatment time increased.
표 1은 상기 방식(가온가압)에 적용한 슬러지 시료와 반응후 생성물의 SCOD 결과이다. 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 가온가압반응의 반응온도에 따라서 SCOD의 증가가 확실하게 나타나는 것을 확인할 수 있다.Table 1 shows the SCOD results of the product after the reaction with the sludge sample applied in the above manner (warm pressurization). As can be seen from Table 1, it can be seen that the increase of the SCOD reliably appeared depending on the reaction temperature of the heating and pressing reaction.
특히 투입한 슬러지 시료에 비하여 최대 100배 가까운 SCOD의 증가를 확인 할 수 있다. 따라서 기존의 전처리 방법보다 가용화가 잘되는 것을 확인 할 수 있다.In particular, it is possible to confirm the increase of SCOD up to 100 times compared to the injected sludge sample. Therefore, it can be confirmed that solubilization is better than the conventional pretreatment method.
또한 반응온도가 높을수록 SCOD가 증가하는 것이 아니라 최적의 반응온도가 존재함을 알 수 있다.In addition, it can be seen that the higher the reaction temperature does not increase the SCOD but the optimum reaction temperature.
일반적으로 가용화율을 나타낼 때는 SCOD/TCOD 값을 이용한다. 도 4를 살펴보면 대조군인 농축슬러지에 비해서 가온가압반응 반응온도가 증가할수록 SCOD/TCOD 비율이 커지는 것을 확인 할 수 있다. 이것은 고형물 형태의 유기물질이 가온가압 반응을 거치면서 파괴 및 분해되어 용출되었기 때문이다. 따라서 가온가압 반응을 통해서 가용화가 잘 되고 있음을 알 수 있다.Generally, SCOD / TCOD values are used to indicate solubilization rate. Looking at Figure 4 it can be seen that the SCOD / TCOD ratio increases as the heating reaction reaction temperature increases compared to the concentrated sludge as a control. This is because organic matter in the form of solids was destroyed, decomposed and eluted through a heating and pressing reaction. Therefore, it can be seen that solubilization is well performed through the heating and pressing reaction.
도 5는 대상물질인 농축슬러지(함수율97% 수준)와 탈수슬러지(함수율80% 수준)의 입도와 가온가압 반응을 거친 가용화된 슬러지의 입도분석 결과를 나타낸 것이다.Figure 5 shows the particle size analysis results of solubilized sludge after the granularity and warming pressure reaction of the concentrated material sludge (water content of 97% level) and dehydrated sludge (water content of 80%).
도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 전체적으로 반응온도가 증가할수록 고형물의 입도가 작아지는 것을 알 수 있다.As can be seen from Figure 5, it can be seen that as the reaction temperature increases as a whole, the particle size of the solid becomes smaller.
특히 조대입자들은 급격히 작아지면서 중간 크기의 입자와 미립자들이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이것은 가온가압 반응을 통해서 슬러지의 미생물 플록이 해체되고 세포벽이 파괴되어 전체적으로 고형물의 입도가 작아지는 것이다. 따라서 이러한 고형물의 파괴를 통해서 세포액이 용출되기 때문에 가용화의 간접적인 증거라고 할 수 있다.In particular, it can be seen that the coarse particles rapidly decrease in size and increase in medium sized particles and fine particles. This means that the sludge's microbial flocs are disassembled and the cell walls are destroyed through the warming and pressurization to reduce the overall particle size. Therefore, it can be said that indirect evidence of solubilization because cell fluid is eluted through the destruction of these solids.
도 6은 슬러지 시료가 가온가압반응을 통해서 탈수성이 향상되는 것을 나타낸 도표로서, 슬러지의 탈수능을 평가하는 대표적인 지표인 CST(Capillary Suction Time), TTF(Time to filter)를 이용하였으며, 탈수능에 간접적인 영향을 미치는 점도와 점도를 유발하는 대표적인 ECP(Extra Cellular Polymers)물질로 알려진 단백질 측정 결과를 도표로 나타내었다.FIG. 6 is a diagram showing that the sludge sample is improved in dehydration through a pressurized pressurization reaction. A representative indicator for evaluating sludge dewatering capacity is CST (Capillary Suction Time) and TTF (Time to filter). The results of the measurement of protein known as a representative ECP (Extra Cellular Polymers) substance that causes viscosity and indirect effects on the plot are shown.
도표에서 알 수 있듯이 가온가압 반응온도가 170℃이하에서는 기존의 전처리 방법과 동일하게 단백질의 농도가 증가하면서 점도가 증가하고 탈수성이 악화되는 것을 확인 할 수 있다.As can be seen from the chart, when the heated and pressurized reaction temperature is lower than 170 ° C., as in the conventional pretreatment method, as the protein concentration increases, the viscosity increases and dehydration deteriorates.
그러나 반응온도가 증가할수록 급격한 점도의 감소와 함께 탈수성도 향상되는 것을 알 수 있다. 따라서 이러한 모든 증거를 통해서 가온가압을 통해서 하수슬러지의 가용화가 이루어지는 것을 알 수 있으며, 기존의 방법에 비해서 가용화율이 높다는 것을 알 수 있다. 따라서 후속 혐기성소화 공정에서 체류시간의 감소와 가스발생량의 증가 효과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다.However, it can be seen that as the reaction temperature increases, dehydration also improves with a sharp decrease in viscosity. Therefore, all these evidences indicate that solubilization of sewage sludge is achieved through warming pressurization, and the solubilization rate is higher than that of the conventional method. Therefore, it is expected that the subsequent anaerobic digestion process will reduce the residence time and increase the gas generation.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 유기성 슬러지의 혐기성 소화효율 향상을 위한 가온가압 가용화 장치 및 방법의 하나의 바람직한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않는 것이므로, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is just one preferred embodiment of the apparatus and method for heating pressurizing solubilization for improving the anaerobic digestion efficiency of organic sludge according to the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment, the following claims As claimed in the scope of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기성슬러지의 가용화 장치의 구성을 나타내는 개략도이고,1 is a schematic view showing the configuration of an apparatus for solubilizing organic sludge according to an embodiment of the present invention,
도 2은 도 1 장치의 변형예에 따른 유기성슬러지의 가용화 장치의 구성을 나타내는 개략도이고,FIG. 2 is a schematic view showing the configuration of an apparatus for solubilizing organic sludge according to a modification of the apparatus of FIG. 1,
도 3는 반응기 내부의 온도와 압력을 조절하기 위한 주변장치들의 구성을 나타낸 블록도이다.Figure 3 is a block diagram showing the configuration of peripheral devices for adjusting the temperature and pressure inside the reactor.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
101 : 교반기 102 : 압력계101: stirrer 102: pressure gauge
103 : 히터 104 : 가온가압 반응기(Autoclave)103: heater 104: heating pressure reactor (Autoclave)
105 : 수증기 벤트 106 : 온도조절수단105: water vapor vent 106: temperature control means
106a : 온도/압력조절수단 107 : 밸브106a: temperature / pressure control means 107: valve
108 : 온도센서108: temperature sensor
Claims (5)
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KR1020080089046A KR20100030211A (en) | 2008-09-10 | 2008-09-10 | Apparatus for solubilization pretreatment of organic sludge and method therefor |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101033643B1 (en) * | 2011-03-29 | 2011-05-12 | 주식회사 한국종합기술 | Sludge reducing facility for reducing release of phosphorous |
KR101305458B1 (en) * | 2013-07-12 | 2013-09-06 | (주)티에스케이워터 | Reduction method of sewage sludge for enhancement of anaerobic digester |
-
2008
- 2008-09-10 KR KR1020080089046A patent/KR20100030211A/en not_active Application Discontinuation
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