KR100945232B1 - Method of treating sludge for recycled soil - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 하수 처리장 등에서 발생되는 슬러지 혹은 오니라고 불리는 폐기물을 처리하여 매립장 복토재나 건축자재 등 유용한 자원으로 사용할 수 있는 상태로 만드는 복토화 처리 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a cover treatment method for treating a waste called sludge or sludge generated in a sewage treatment plant and the like to be used as a useful resource such as landfill cover material or building materials.
슬러지란 하수 및 폐수를 처리하는 과정에서 침전분리되는 진흙상태의 물질을 말하는 것으로 함수율이 높고 유기물 함량이 높아 부패하기 쉽고 처리하기 곤란한 특성이 있다. 기존에는 이들 슬러지는 대부분 지하에 매립하거나, 해양투기로 처리하고 있었으며, 부분적으로 소각, 건조, 퇴비화, 고화 등의 처리방법이 시도되고 있다.Sludge refers to a mud-like substance that is sedimented and separated in the process of treating sewage and wastewater. The sludge has high water content and high organic content, which is easy to rot and difficult to treat. In the past, most of these sludges were buried underground or treated with ocean dumping, and some treatment methods such as incineration, drying, composting, and solidification have been attempted.
특히 하수슬러지는 2003년 7월부터 쓰레기 매립장에의 직매립이 금지된 이후 2004년말 기준 전국에서 하루에 발생한 6,645톤 가운데 77.1%에 해당하는 약5,120톤이 해양투기 되어 해양오염을 가중시키고 있다.In particular, since sewage sludge has been banned from landfills since July 2003, about 5,120 tons, or 77.1% of the 6,645 tons generated per day at the end of 2004, have been dumped at sea.
슬러지의 해양투기는 런던조약(1972년)에 의거 국제적으로 금지하는 추세에 있으며, 향후의 슬러지의 해양투기가 전면금지에 대비하여 여러가지 효율적인 처리방안이 강구되고 있다. Sludge offshore dumping is being banned internationally in accordance with the London Treaty (1972), and in order to prevent future sludge offshore dumping, various efficient treatment measures are being taken.
그런데, 하수 슬러지를 소각처리하는 경우에는 초기 시설투자비가 높고 처리시에 2차오염물이 발생하는 등 환경오염의 우려가 높아 소각시설 설치에 어려움이 있다. 또한, 일부 퇴비화가 시도되고 있지만 생산된 퇴비의 사용처 확보가 곤란해 대량의 슬러지를 퇴비화로 처리하기에는 한계가 있다. However, incineration of sewage sludge is difficult to install incineration facilities due to high environmental investment, such as high initial capital investment costs and secondary pollutants generated during treatment. In addition, some composting has been attempted, but it is difficult to secure the use of the produced compost, so there is a limit to composting a large amount of sludge.
한편, 폐기물관리법 시행규칙에는 매립작업 종료 후 투수성이 낮은 흙, 고화처리물 또는 건설폐자재류를 재활용한 토사 등을 사용하여 10센치미터 이상의 두께로 다져 일일복토를 하여야 한다는 매립장 복토기준이 제시되어 있다. 매립지 현장 복토재 요구기준으로 투수성이 낮을 것, 유해물질이 용출기준 이하일 것, 장비에 달라붙지 않도록 토사기준 함수율이 35% 이하일 것, 압축강도 0.5kgf/㎠ 이상일 것, 냄새로 암모니아 등 악취가 나지 않을 것 등의 요구조건을 제시하고 있다.On the other hand, the Waste Management Act Enforcement Rule suggests that the landfill site criterion should be applied daily by compacting the soil to less than 10 centimeters by using soil that has low permeability, solidified materials or construction waste recycled after completion of the landfill operation. It is. Low water permeability according to the requirements of landfill materials on landfills, less than elution standards for hazardous substances, less than 35% of soil moisture content so as not to stick to equipment, more than 0.5kgf / ㎠ compressive strength Requirement such as not to be presented.
그러나, 종래의 하수 슬러지 고화처리 기술은 하수슬러지에 생석회, 시멘트, 플라이애시 등과 같은 알칼리계고화제를 투입하여 혼합, 양생하는 기술이 대부분으로, ph농도 9가 넘어 혼합, 양생되는 과정에서는 암모니아가스 발생으로 인한 지독한 악취 문제가 심각하였고, 그러한 조성으로는 양생이 원활하게 이루어지지 아니하여 압축강도, 투수계수 등도 관련법규에 의한 복토재나 성토재로서의 요구조건을 충족시킬 수 없었다. However, in the conventional sewage sludge solidification treatment technology, an alkali-based solidifying agent such as quicklime, cement, and fly ash is mixed and cured into sewage sludge. The bad odor problem was serious, and such composition did not facilitate curing, so the compressive strength, permeability coefficient, etc. could not meet the requirements for covering or filling soil according to related laws.
근래에 염기성 물질과 산성 물질을 고화제로 함께 사용하고, 경화를 위한 바인더로 시멘트, 생석회 등을 각각 혹은 함께 사용하여 하수 슬러지를 복토화하는 공정들이 개발되고 있다. Recently, processes are developed to cover sewage sludge by using a basic material and an acidic material together as a solidifying agent and using cement or quicklime as a binder for curing.
그러나, 이런 이론적인 공정 방법은 소규모나 실험실 수준에서는 잘 작용하 면서도 대량의 처리 장비에서는 만족할만한 성과를 거두지 못하는 경우가 많다. 가령, 한 번에 수십 톤의 처리 용량을 가지고 하루에 수백 내지 수천 톤의 처리 용량을 가지는 대형 설비 수준에서 실험실 공법을 적용하면 흙과 같은 입도와 함수율을 가져야 할 처리물이 진흙 반죽과 같은 상태로 매우 작은 입도와 함수율을 가져 복토로 전혀 사용할 수 없는 경우가 발생한다.However, these theoretical process methods work well at small and laboratory levels, but often do not yield satisfactory results on high volume processing equipment. For example, if you apply a laboratory method at a large facility level that has tens of tonnes of treatment at a time and hundreds to thousands of tonnes of treatment a day, then the treatments that have the same particle size and water content as soils will be Occasionally there is a very small particle size and water content that cannot be used as cover.
따라서, 구체적으로 슬러지의 성질을 충분히 고려하고, 짧은 시간에 적은 비용으로 대량의 슬러지를 처리할 수 있는 효율적인 슬러지 처리 장치와 이런 장치에 의해 최적의 효과를 가질 수 있도록 하는 처리 방법이 요청되고 있다.Therefore, in particular, there is a need for an efficient sludge treatment apparatus capable of sufficiently considering the nature of sludge and treating a large amount of sludge at a low cost in a short time, and a treatment method capable of having an optimum effect by such an apparatus.
본 발명은 상술한 종래의 슬러지 복토화 장치 및 그 운용방법에서의 문제점을 제거하기 위한 것으로, 일당 수백톤 내지 수천톤의 대량의 슬러지 처리를 통한 복토화가 가능하며, 아울러, 같은 용량을 기준으로 기존의 방법에 비해 그 처리 시간을 단축하고, 슬러지내 수분 제거율을 높일 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to eliminate the problems in the conventional sludge covering apparatus and its operation method described above, it is possible to cover the soil through a large amount of sludge treatment of several hundred tons to thousands of tons per day, and also based on the same capacity It is an object of the present invention to provide a method for shortening the treatment time and increasing the water removal rate in the sludge as compared with the method of.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,
혼합기 개부를 통해 아래로 투입되는 슬러지와 처리재를 섞도록 내부에 교반기를 가지는 용기형 혼합기, 혼합기에서 혼합되어 양생기 개부를 통해 아래로 투입되는 혼합물을 받아 이 혼합물 내의 수분을 건조하도록 복수 노즐을 가지는 열풍 파이프가 내부 공간에 분산 설치된 용기형 양생기를 구비하는 슬러지 복토화 장치의 운용방법에 있어서,A container-type mixer having a stirrer inside to mix the sludge introduced downward through the mixer opening and a mixture mixed in the mixer and introduced downward through the curing unit opening, and a plurality of nozzles are used to dry the water in the mixture. In the operating method of the sludge cover device having a container-type curing machine is provided with a hot air pipe is distributed in the interior space,
상기 혼합기에서의 처리는, 처리재 투입 단계, 슬러지를 투입하는 슬러지 투입단계, 투입된 처리재와 슬러지를 섞는 혼합단계가 차례로 이루어지는 것을 특징으로 한다. The treatment in the mixer is characterized in that the treatment material input step, the sludge input step of injecting sludge, the mixing step of mixing the input treatment material and sludge is sequentially made.
본 발명 방법에서, 상기 양생기에서의 처리는, 상기 열풍 노즐을 통해 열풍이 분사되는 상태에서 상기 혼합기에서 섞인 혼합물이 상기 양생기 개부를 통해 아래로 연속적으로 투입되는 한편, 하부에서는 열풍에 건조되면서 낙하된 혼합물을 지속적으로 배출하는 플로우(flow) 방식으로 이루어질 수 있다. In the method of the present invention, the treatment in the curing machine, while the hot air is injected through the hot air nozzle, the mixture mixed in the mixer is continuously fed down through the curing machine opening, while the bottom is dried by hot air It can be made in a flow manner to continuously discharge the dropped mixture.
특히, 양생기 내부에 복수의 파이프가 분산 배치된 상태에서 열풍 파이프에 형성된 복수의 노즐을 통해 열풍이 분사되는 상태에서 상기 혼합기에서 섞인 혼합물이 양생기 개부를 통해 아래로 연속적으로 투입되는 한편, 하부에서는 열풍에 노출되면서 낙하된 혼합물을 지속적으로 배출하는 방식으로 이루어질 수 있다.In particular, in a state in which a plurality of pipes are distributed inside the curing machine and hot air is injected through a plurality of nozzles formed in the hot air pipe, the mixture mixed in the mixer is continuously introduced downward through the curing machine opening, In this case, it can be achieved by continuously discharging the dropped mixture while being exposed to hot air.
본 발명에서, 혼합기에서의 처리재는 물에 닿아 열을 발생하며 습기를 흡수하여 결정 구조와 입자 크기를 바꾸는 물질을 포함하는 고화제와 경화제를 투입할 수 있고, 보다 구체적으로 고화제는 주재료로 분말상의 생석회(산화 칼슘: CaO), 소석고 (황산칼슘반수화물:CaSO4 1/2H2O), 황산제일철(FeSO4)이 사용될 수 있고, 경화제로는 포츌란 시멘트나 생석회 및 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다.In the present invention, the treatment material in the mixer can be added to the hardening agent and the hardening agent including a substance that generates heat in contact with water and absorbs moisture to change the crystal structure and particle size, more specifically, the solidifying agent is powdered as the main material Quicklime (calcium oxide: CaO), calcined gypsum (calcium sulfate hemihydrate: CaSO 4 1 / 2H 2 O), ferrous sulfate (FeSO 4 ) may be used, and the hardener is fortunelan cement, quicklime and mixtures thereof. Can be used.
본 발명에 따르면, 대량의 슬러지를 단시간에 처리하여 복토화가 가능하며, 아울러, 기존의 방법에 비해 그 처리 시간을 단축하고, 슬러지내 수분 제거율을 높여 슬러지 복토화에 효율성을 높일 수 있다. According to the present invention, a large amount of sludge can be treated in a short time to cover the soil, and in addition, the treatment time can be shortened compared to the existing method, and the water removal rate in the sludge can be increased to increase the efficiency of the sludge cover.
이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도1은 본 발명의 슬러지 복토화를 위한 장치의 일 실시예를 나타내는 간략화된 구성도이며, 도2는 본 발명의 슬러지 복토화 처리 방법의 한 실시예를 이루는 단계들을 나타내는 흐름도이다.Figure 1 is a simplified block diagram showing an embodiment of the apparatus for the sludge cover of the present invention, Figure 2 is a flow chart showing the steps of an embodiment of the sludge cover treatment method of the present invention.
도1 및 도2를 참조하면, 먼저, 하수처리 슬러지 등 슬러지가 슬러지 처리장의 슬러지 저장고(10)의 저장용 호퍼에 반입된다(100). 슬러지는 하수 처리장에서 1차로 기계적으로 압착되어 일부 수분이 제거되어, 수분이 75% 내지 85%로 평균 80% 정도 함유된 것이며 건조시 유기물 함량이 50% 정도다. 반입된 슬러지는 이송장치(11)에 의해 혼합기(25)로 투입되어 혼합기 단계(200)가 시작된다.1 and 2, first, sludge such as sewage treatment sludge is introduced into a storage hopper of a
혼합기(25)는 가령, 유효 용량 3m3 정도의 일종의 대형 용기이며, 내부에는 투입되는 1~2t의 물질들을 섞어 화학반응이 잘 이루어질 수 있도록 하는 패들 교반기가 설치되어 있다. 통상, 교반기 위에는 투입되는 재료 가운데 덩어리진 재료를 분쇄하기 위한 핀밀(미도시)이 설치된다. 혼합기의 상부는 개방되어 이 개방부를 통해 슬러지 및 슬러지 처리를 위한 처리재가 투입된다(210). 슬러지 처리재는 기존에 여러가지 형태가 개발되어 사용되고 있다. The
본 실시예에서 처리재로는 고화제와 경화제를 사용하며, 고화제로는 분말상의 생석회(산화 칼슘: CaO), 소석고 (황산칼슘반수화물:CaSO4 1/2H2O), 황산제일철(FeSO4)이 주로 사용되고, 경화제로는 포츌란 시멘트 등의 시멘트가 단독으로 혹은 시멘트와 생석회가 혼합된 상태로 사용될 수 있지만 여기서는 생석회가 사용된다. 고화제 및 경화제는 고화제 저장소(21) 및 경화제 저장소(23)에서 각각 계량기를 통해 혼합기(25)로 투입된다. In the present embodiment, as a treating material, a solidifying agent and a hardening agent are used, and as a solidifying agent, powdery quicklime (calcium oxide: CaO), calcined gypsum (calcium sulfate hemihydrate: CaSO 4 1 / 2H 2 O), ferrous sulfate (FeSO 4 ) Is mainly used, and as a hardener, cement such as porcuran cement may be used alone or in a state where cement and quicklime are mixed, but quicklime is used here. The solidifying agent and the curing agent are introduced into the
슬러지 복토화 작업에서 일반적으로 가장 중요하게 이루어지는 반응을 개략적으로 살펴보면, 생석회의 수화반응, 고화제 내의 산성 물질에서의 수화반응, 염기성 물질과 산성 물질의 중화반응, 시멘트의 수화반응, 경화 등이다. In general, the most important reactions in sludge cover work are the hydration of quicklime, the hydration of acidic substances in solidifying agents, the neutralization of basic and acidic substances, the hydration of cements, and curing.
CaO + H2O → Ca(OH)2 + 15㎉/㏖CaO + H 2 O → Ca (OH) 2 + 15 ㎉ / mol
고화제 성분속에 포함되어 있는 생석회가 하수슬러지와 혼합시 수화반응에 의해 하수슬러지중의 수분을 일차적으로 감소시키는 역할을 한다. 생석회 1㎏당 약320g의 물을 흡수반응하고 약280㎉의 열을 방출하여 450g의 물을 증발시킨다.Quicklime contained in the solidifying agent plays a role of primarily reducing moisture in sewage sludge by hydration reaction when mixed with sewage sludge. Absorbs about 320g of water per kilogram of quicklime and releases about 280㎉ of heat to evaporate 450g of water.
2(3CaO SiO2) + 6H2O → 3CaO 2SiO2 3H2O + 3Ca(OH)2 2 (3CaO SiO2) + 6H2O → 3CaO 2SiO2 3H2O + 3Ca (OH) 2
시멘트는 물과 접촉시 수화반응을 일으켜 실리카 물질로 변하게 되며 이때 하수슬러지중의 수분이 흡수되며 고화물의 강도가 서서히 증가하게 되며 하수슬러지중의 용출성분도 용출이 억제되게 된다.Cement becomes hydrated when it comes into contact with water, turning it into a silica material. At this time, moisture in sewage sludge is absorbed, the strength of solids is gradually increased, and elution of sewage sludge is also suppressed.
H+(αq)+OH-(αq) → H2O(ℓ)H + (αq) + OH- (αq) → H2O (ℓ)
중화반응이란 pH가 낮은 산과 pH가 높은 염기가 반응하여 pH가 중화되는 반응으로서 중화열을 동반한다. 고화제 중의 산성분과 고화제 중의 알칼리성분이 반응하여 중성화합물로 변하게 되며 이때 생산된 수분은 반응열로 인하여 수증기로 변하게 된다.Neutralization reaction is a reaction in which a low pH acid and a high pH base react to neutralize the pH. The acid component in the solidifying agent and the alkali component in the solidifying agent react to change into neutral compounds, and the produced moisture is changed into water vapor due to the heat of reaction.
기본적으로 고화제와 경화제로 처리된 상태에서 복토재로 사용되기 위해서는 산도(ph농도)와 관련된 일정 요건을 만족해야 하며, 처리 과정에서도 심한 악취를 방지하여 환경을 작업 가능하게 유지하기 위해서 고화제와 경화제의 화학적 성분과 그 투입량이 조절되어야 한다. 슬러지 처리를 위한 처리재에 대해서는 많은 성분 및 조성들이 이미 알려져 있다. 본 실시예에서는 염기성 처리재와 산성 처리재가 함께 사용되며, 반입 상태의 하루 처리 용량 슬러지 1000t(톤)에 대해 (주)한국포조텍에서 생산된 고화제 250t 내지 300t, 생석회 50t 내지 100t이 사용된다. Basically, in order to be used as cover material in the state treated with hardener and hardener, certain requirements related to acidity (ph concentration) must be satisfied, and hardener and hardener to keep the environment workable by preventing severe odor even in the process of treatment. The chemical composition and its dosage should be controlled. Many components and compositions are already known for treatment materials for sludge treatment. In this embodiment, a basic treatment material and an acid treatment material are used together, and a solidifying agent 250t to 300t and quicklime 50t to 100t produced by Korea Pozotech Co., Ltd. are used for 1000t (ton) of daily treatment capacity sludge in the loaded state. .
혼합기(25)에는 먼저 처리재가 투입되고, 그 상태에서 슬러지가 이송되어 투입된다(230). 한번 혼합기(25)에 투입되는 슬러지의 양이 1톤 이상으로 많으므로 슬러지 투입시간은 2분 내지 4분이 소요되고, 그 기간 중에 먼저 투입되는 슬러지의 수분은 처리재와 반응하여 열을 발생하면서 처리재의 상태 변화 및 슬러지의 상태 변화가 시작된다. 혼합기에 처리재와 슬러지를 투입하는 방식은 투입과 배출이 지속적으로 이루어지는 연속방식이 아니고 배치식이다. 즉, 재료 일정량을 혼합기에 투입한 후 혼합하고, 하부가 개방되어 혼합물을 한꺼번에 배출하여 혼합기를 비운다음 다음번 혼합을 준비하는 사이클 방식이다.Treatment material is first introduced into the
슬러지의 투입이 완료되면 패들 교반기가 분당 30회전 정도의 속도로 작동하면서 20초 내지 40초간 평균 30초 정도로 슬러지와 처리재의 교반이 이루어진다(250). 이 교반은 처리재 분말과 슬러지가 섞이도록 하는 것이며, 이를 통해 혼합물 전체의 상태가 비교적 균등하게 되고, 현실적인 범위로 처리시간을 줄여 처리가 가능하게 한다.When the sludge is added, the paddle stirrer is operated at a speed of about 30 revolutions per minute, and the sludge and the treated material are stirred at an average of 30 seconds for 20 to 40 seconds (250). This agitation is to mix the treatment material powder and sludge, thereby making the whole state of the mixture relatively uniform, and reducing the treatment time to a realistic range, thereby allowing treatment.
통상적으로 화학적 교반을 통한 처리 장치에서 처리되는 바탕 원료를 먼저 넣고, 처리 약품을 후에 넣어 교반하게 된다. 그러나, 본 발명에서는 슬러지의 특성과 처리량을 고려하여 처리재를 먼저 투입하고, 슬러지를 후에 투입하도록 하였다. 슬러지는 한 번에 혼합기에 투입되는 물량이 다량이므로 본 발명에서는 투입에 어느 정도의 시간이 소요되는 슬러지 투입 형태를 충분히 고려하였고, 슬러지가 80% 정도의 물을 포함한 진흙반죽과 같은 물성, 상태를 고려하였다.Typically, the base material to be treated in the treatment apparatus through chemical stirring is put first, followed by the treatment chemicals to be stirred. However, in the present invention, in consideration of the characteristics and throughput of the sludge, the treatment material is added first, and the sludge is added later. Since the sludge has a large amount of water to be introduced into the mixer at one time, the present invention fully considers the type of sludge input that takes some time to input, and the sludge contains physical properties such as mud dough containing about 80% of water. Considered.
슬러지를 먼저 투입할 경우, 본격적인 교반이 이루어지기 전에 닿는 면에서 슬러지의 수분과 처리재가 반응하는 시간이 수 분(minute) 정도 짧고 방출되는 열도 작아 교반기에 의한 짧은 시간의 혼합이 이루어지고 난 상태에서 혼합물의 온도가 낮고, 혼합물 내의 입도도 전반적으로 더 미세하다. 또한, 교반날개가 아래쪽에 있는 통상적 장치 특성에 의해 교반 정도도 떨어지기 쉽다. 이를 보완하기 위해 교반시간을 증가시키면 처리재 분말이 너무 고르게 슬러지와 혼합되어 처리재 물질이 수분을 흡수하면서 이후에 원래의 분말에 비해 입도가 큰 수화물 결정 입자를 만들기 어렵고, 혼합물 전체가 여전히 진흙반죽과 같은 상태가 되어 이후 공정에서 습기를 머금으려는 성격이 강해져 처리가 매우 곤란하게 된다. 따라서, 단순히 슬러지와 처리재의 교반시간을 증가하는 것도 한계가 있다.When the sludge is added first, the reaction time between the water and the treated material of the sludge reacts for a few minutes and the heat released is small. The temperature of the mixture is low and the particle size in the mixture is generally finer. Moreover, the agitation degree is also easy to fall by the characteristic of the conventional apparatus in which a stirring blade is lower. To compensate for this, increasing the agitation time causes the treatment powder to mix with the sludge so evenly that the treatment material absorbs moisture, making it difficult to form hydrate crystal grains larger than the original powder, and the mixture is still mud-kneaded. In this state, it becomes very difficult to contain moisture in the process and becomes very difficult to process. Therefore, there is a limit to simply increasing the stirring time of the sludge and the treated material.
본 발명의 발명자는 본 발명과 같이 처리재를 먼저 투입하면 슬러지가 투입 되는 시간동안 습기와 처리재가 교반전에도 반응할 시간을 벌 수 있고, 이때의 열량 방출에 의한 교반 온도를 높일 수 있고, 교반시간을 늘리는 문제가 없이도 입도가 증가하여 습기를 머금으면서도 진흙반죽보다는 잘 부스러지는 흙반죽 혹은 흙덩어리과 같은 적당한 교반상태를 형성할 수 있음을 알아내어 이를 적용하게 되었다.The inventor of the present invention, if the treatment material is first introduced as in the present invention, it is possible to earn time for reacting the moisture and the treatment material even before stirring while the sludge is added, and at this time, the stirring temperature due to the release of calories can be increased, and the stirring time It has been found that it is possible to form a suitable state of agitation, such as clay dough or lumps, which are brittle, rather than mud dough, while retaining moisture, without increasing the particle size.
슬러지, 처리재 혼합물은 전체적으로 혼합기에서 혼합물 저장 호퍼(31)로 전달되며, 혼합물 저장 호퍼(31)에서 일부씩 연속적으로 스크류 콘베이어, 벨트 콘베이어 등의 이송수단(33)을 통해 이송되어(300) 양생기 상부의 입구 혹은 개구부로 투입된다. 이송되는 과정에서 혼합물은 넓게 전개되어 내부 수분과 가스를 방출시킬 기회를 가지게 되며, 처리재와 슬러지의 수분은 혼합 이후 반응을 계속하며, 혼합물은 진흙반죽과는 조금 더 차별화될 수 있는 수분을 함유한 흙의 상태가 되고, 그 열에 의해 슬러지의 수분 일부와 가스 성분이 방출된다. 저장 호퍼와 이송수단은 악취가 오픈된 대기환경에 방출되는 것을 억제하기 위해 구획된 공간에 설치되며, 이 과정에서 공간은 슬러지에서 방출된 가스와 증기에 가득차게 된다. 이 공간에서 빠르게 증기와 가스를 배출하여 제거함으로써 한편으로는 슬러지의 수분 함량을 떨어뜨릴 기회를 가지고, 한편으로 대기중에 가스가 처리되지 않은 채 방출되는 것을 방지할 수 있다. 이를 위해 혼합물 이송 공간에는 별도의 배기 장치로 배기 펌프를 설치하고 내부 압력을 낮추면서 배기 가스가 수증기 응축 및 탈취 처리될 수 있도록 한다.The sludge, treatment material mixture is transferred from the mixer to the
본 실시예에서 이송수단(33)에 의해 혼합물은 함수율 60%~65% 정도의 상태로 분산된 노즐에 의해 열풍이 분사되는 양생기(41a)에 투입된다(400). 양생기(41a)는 상부에서 슬러지 혼합물이 투입되는 입구 혹은 개구부를 가지며, 수증기 및 가스가 배출되는 증기 배출구를 가진다. 증기 배출구에는 배출펌프가 설치되어 증기가 빠르게 강제배출되어 바람직하게는 내부를 음압으로 만들어줌으로써 증기 배출효율이 높아질 수 있도록 구성된다. 양생기의 내부에는 혼합물에 고르게 열풍을 접촉시키기 위해 열풍 분사 노즐이 다수 설치된 파이프가 몇 개의 층을 이루면서 복수 개가 가로로 혹은 세로로 분산 배치된다. 열풍은 송풍기와 히터(43a)를 거쳐 파이프를 통해 공급된다. 송풍기 유입 공기는 대기의 20도씨 상온, 상대습도 60% 정도의 공기이며, 열풍의 온도는 80도씨 내지 100도씨 범위에서 주로 100도씨로 제어된다. 양생기에서 배출되는 공기는 65도씨 온도의 상대습도 95% 정도의 공기가 된다. 이를 위해 분당 280m3 내지 300m3 용량의 공기가 계속적으로 공급되어야 한다.In the present embodiment, the mixture is introduced into the curing
양생기(41a) 입구에서 투입되는 슬러지는 습기를 가진 토양(흙 혹은 흙덩어리)과 유사한 상태이며, 상부에서 아래로 하강하면서 공기의 저항에 의해 덩어리가 잘게 나누어진 상태로 낙하하게 된다. 또한 낙하 중에 내부 공간에 분산 배치된 파이프에 충돌하고, 상향하는 열풍에 부딪히면서 더 작은 덩어리나 입자상으로 넓게 분산되면서 낙하할 수도 있다. 이들 혼합물의 외기에 드러난 표면적은 더욱 증가된 상태로 표면의 습기는 열풍에 의해 상당부분이 수증기로 되고, 따라서 혼합물의 함수율은 낮아져 건조가 이루어진다.The sludge introduced at the inlet of the curing
양생기(41a)는 원래 플로우 방식으로 처리물이 연속해서 투입되고 한편으로 배출되는 장치가 아니며, 배치처리 방식으로 일정 분량의 혼합물이 함께 투입된 상 태에서 열풍 건조가 이루어지고, 일정 시간 후에는 열풍으로 처리된 혼합물이 한꺼번에 배출되는 공정을 위해 이루어진 것이다. 그러나, 이런 방식은 혼합물이 진흙반죽과 같은 상태로 가득 채워진 상태에서는 열풍은 일정 경로로만 혼합물의 작은 면적과 접하면서 배출되고, 슬러지 자체가 진흙반죽과 같은 상태에서는 물기를 함유하려는 성질로 인하여 함유된 수분을 배출 제거하는 효율이 높지 못함이 발견되었다. 따라서, 기존의 열풍 노즐이 분산 배치된 양생기를 플로우 방식으로 이용하여, 한편으로 위에서 혼합물을 낙하시키면서 분산시키고, 넓은 표면의 혼합물로부터 열풍이 습기를 제거하도록 하고, 아래서는 건조된 혹은 고화된 혼합물을 다음 단계로 배출시키도록 한 것이다. The curing
양생기(41a)는 혼합물이 낙하하면서 충분히 분리되고, 건조될 수 있도록 탑과 같이 용기의 평균적 폭(가령, 가로 세로 4m×4m)이나 직경에 비해 높이(6m~8m)가 높은 용기 형태로 이루어지는 것이 바람직하다. 열풍 파이프 외에 개구부에서 낙하하는 슬러지-처리재 혼합물을 양생기 전체 면적에 넓게, 입자상이나 작은 덩어리 상태로 분산시키기 위해 채와 같은 별도의 부품을 양생기 초입에 설치할 수도 있지만 이런 경우, 혼합물 덩어리가 채에 걸려 계속 쌓이는 일이 없도록 채의 눈금 크기를 충분히 크게 하는 것이 필요하다. 열풍 파이프에 형성된 구멍으로 이루어지는 열풍 노즐은 그대로 오픈된 상태일 수도 있지만 투입되는 혼합물 입자들이 구멍을 막는 것을 방지하도록 열풍 노즐이 형성된 파이프에 열풍 노즐과 이격된 상태로 상단이 뾰족한 갓 형태의 커버부재(미도시)가 파이프 위로 설치될 수 있다.The
양생기는 혼합물이 한번만 거쳐 지날 수도 있지만 충분한 건조를 위해 2번 이상 복수회 거칠 수도 있다. 이런 경우, 제1차 양생기(41a)와 제2차 양생기(41b)의 크기(높이), 열풍 온도, 노즐을 통해 나오는 풍량을 달리하여 혼합물 혹은 고화물 상태의 처리 대상에 더욱 적합한 처리를 할 수 있다. The curing may be passed only once but the mixture may be subjected to two or more times for sufficient drying. In such a case, a treatment more suited to the mixture or solidified object may be performed by varying the size (height) of the
열풍에 의해 건조되면서 아래에 떨어진 함수율 35~40% 정도의 혼합물은 계속 회전하는 콘베이어 벨트(45b)나 경사를 가진 깔대기 구조에 의해 모아지고, 모아지는 동시에 연속적으로 양생기에서 밖으로 배출될 수 있다(500). 양생기를 거치는 데 종래에는 양생기가 혼합물로 채워진 상태로 4시간+ 8시간씩 소요되던 것에 비해 본 발명에서는 순수하게 양생기에서 건조 처리를 하는 데는 수분 정도의 짧은 시간이 소모되며, 따라서, 혼합물이 혼합기 다음에 있는 호퍼나, 이송 수단에서 지연시간을 갖지 않는 경우, 습기를 가지는 한도에서 혼합된 물질의 화학반응은 양생기를 거친 상태에서도 계속적으로 이루어져 고화된 혼합물 상태에서도 함수율을 더욱 떨어질 수도 있다.The mixture with a moisture content of 35 to 40% dropped below by drying by hot air can be collected by a continuously rotating
한편, 원래의 슬러지와 혼합기, 양생기 등 슬러지 처리의 모든 단계에서 발생되는 증기와 가스는 응축 및 탈취 처리를 하기 위한 별도의 탈취탑(61)과 응축기(미도시)를 거쳐 환경에 무해한 상태로 배출될 수 있다. 도번 63은 응축기를 통해 얻어지는 응축수를 저장하는 폐수저장고를 나타낸다.Meanwhile, steam and gas generated at all stages of sludge treatment, such as the original sludge, mixer, and curing machine, are harmless to the environment through a
양생기(41b)에서 배출된 고화된 혼합물은 반출대기 호퍼(51)에 수집되고, 반출대기 호퍼(51)에서는 하부의 반출구를 열어 차량 등에 혼합물을 도3의 사진과 같이 적재하도록 한다. 이때 도3을 통해 알 수 있듯이, 양생기에서 배출된 고화된 혼합물은 매우 작고 부숴지기 쉬운 입자군을 가지거나 낱낱의 입자로 이루어진 토양 의 상태로 반출되며, 덩어리진 부분이 있어도 쉽게 부숴진다. The solidified mixture discharged from the curing
차량에 적재된 고화된 혼합물은 매립지 등에서 도4와 같이 표면을 덮는 토양을 이루면서 복토화가 완성된다. The solidified mixture loaded on the vehicle forms the soil covering the surface of the landfill, as shown in FIG.
이상 실시예에서 슬러지 처리량을 늘리기 위해 혼합기나 양생기, 이송장치의 처리 용량을 크게 설계할 수 있으며, 일정 단위 처리 용량을 가지는 개별 장치를 병렬로 연결하여 단계마다 적정 용량으로 설계함으로써 애로 현상이 없이 고른 슬러지 처리를 할 수도 있다.In the above embodiment, in order to increase the sludge throughput, the processing capacity of the mixer, curing machine, and conveying device can be largely designed, and the individual devices having a certain processing capacity can be connected in parallel to design an appropriate capacity for each step so that there is no difficulty. Even sludge treatment may be possible.
도1은 본 발명의 슬러지 복토화 처리 방법을 위한 장치의 일 실시예를 나타내는 간략화된 구성도이며, 1 is a simplified block diagram showing an embodiment of the apparatus for the sludge cover treatment method of the present invention,
도2는 본 발명의 슬러지 복토화 처리 방법의 한 실시예를 이루는 단계들을 나타내는 흐름도이다.Fig. 2 is a flow chart showing the steps of an embodiment of the sludge cover treatment method of the present invention.
도3은 본 발명의 방법에 따라 시험적으로 얻어진 고화된 혼합물이 낱낱의 입자나 작고 부숴지기 쉬운 덩어리 상태로 반출 트럭에 적재되는 상태를 나타내는 사진이다.Fig. 3 is a photograph showing a state in which the solidified mixture obtained experimentally according to the method of the present invention is loaded on an unloading truck in the form of individual particles or small, brittle masses.
도4는 도3과 같이 트럭에 적재된 고화된 혼합물이 매립지에서 시험적으로 복토작업에 이용되는 현장을 나타내는 사진이다.FIG. 4 is a photograph showing a site where the solidified mixture loaded on a truck is used for cover work in a landfill as in FIG. 3.
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CN115197816A (en) * | 2022-07-07 | 2022-10-18 | 南京林业大学 | Sample pretreatment device for soil microorganism detection |
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