2005년 현재 국내에서 발생되는 염색폐수 슬러지의 발생량은 약 50만톤/년으로 전량 해양투기 되고 있는 것으로 조사되었다. 그러나 해양오염방지법에 관한 런던협약 ‘96의정서의 발효에 따라 2012년부터 유기성슬러지의 해양투기가 금지됨에 따라, 해양투기로 처리되던 양을 육상처리 하여야 한다. 이러한 실정에서 최근 유기성슬러지의 적절한 처리방안으로 열분해 기술 중 탄화가 주목을 받고 있다. 따라서 본 연구에서는 염색폐수 슬러지의 효율적인 처리방안을 모색하기 위하여 계절적인 발생특성 및 성상변화를 파악하고 체계적인 DB를 구축하였다. 또한, 염색폐수 슬러지의 건조 및 악취발생특성 그리고 열분해 특성에 관한 실험을 수행하였다. 이상적인 탄화시스템을 개발하기위해, TGA와 연속식 등온열분해 장치를 이용하여 염색폐수 슬러지의 열분해 특성을 파악하였다. 염색폐수 슬러지의 계절별 성상의 차이는 그리 크지 않았으나 각 처리시설별로 다소 상이한 것으로 나타났다. 그리고 염색폐수 슬러지의 건조특성 실험결과 ...
2005년 현재 국내에서 발생되는 염색폐수 슬러지의 발생량은 약 50만톤/년으로 전량 해양투기 되고 있는 것으로 조사되었다. 그러나 해양오염방지법에 관한 런던협약 ‘96의정서의 발효에 따라 2012년부터 유기성슬러지의 해양투기가 금지됨에 따라, 해양투기로 처리되던 양을 육상처리 하여야 한다. 이러한 실정에서 최근 유기성슬러지의 적절한 처리방안으로 열분해 기술 중 탄화가 주목을 받고 있다. 따라서 본 연구에서는 염색폐수 슬러지의 효율적인 처리방안을 모색하기 위하여 계절적인 발생특성 및 성상변화를 파악하고 체계적인 DB를 구축하였다. 또한, 염색폐수 슬러지의 건조 및 악취발생특성 그리고 열분해 특성에 관한 실험을 수행하였다. 이상적인 탄화시스템을 개발하기위해, TGA와 연속식 등온열분해 장치를 이용하여 염색폐수 슬러지의 열분해 특성을 파악하였다. 염색폐수 슬러지의 계절별 성상의 차이는 그리 크지 않았으나 각 처리시설별로 다소 상이한 것으로 나타났다. 그리고 염색폐수 슬러지의 건조특성 실험결과 함수율 약 15%에 도달한 후 뚜렷한 슬러지의 건조속도 저하가 나타나, 건조시스템 설계 시 건조효율 저하는 그리 크지 않을 것으로 판단된다. 슬러지의 건조 시 발생되는 NH3, H2S, TVOC농도를 측정해본 결과 암모니아가 가장 많이 발생하였으며 그 다음으로 TVOC, 황화수소 순으로 발생하였다. 그리고 건조 슬러지 당 악취발생량으로 환산하여 살펴본 결과 초기 함수율에서 함수율 35~45%까지의 건조과정에서 더 많은 악취물질이 발생함을 알 수 있었다. 염색폐수 슬러지의 TG분석결과 약 220~230℃에서 열분해가 시작하여 550℃부근에서 분해가 종료되었으며, 주 열분해 구간은 350℃부근으로 나타났다. 그리고 염색폐수 슬러지의 활성화 에너지는 약 5.79~7.63kcal/mol 이었다. 등온열분해 실험을 통한 염색폐수 슬러지의 열분해 특성을 살펴본 결과 반응온도 및 체류시간이 증가할수록 char의 수율 및 발열량은 감소하였으나, liquid 및 gas의 수율은 증가하였다. 열분해 gas의 주성분은 CO2, CO, CH4이었고, 반응온도가 높아질수록 CO2의 농도는 감소하는 반면, CO와 CH4는 증가하였다. 염색폐수 슬러지의 탄화를 위한 최적 반응온도는 450~500℃이며, 450℃ 25min이상의 열분해조건에서는 외부 열원 없이 이론적으로 탈수 슬러지의 함수율을 15%까지 건조시킬 수 있을 것으로 판단된다. 반응온도가 높아질수록 wax의 발생율이 높아지므로, 탄화 적용 시에는 오일의 응축 및 wax의 발생에 의한 문제가 발생하지 않도록 조치를 강구하는 것이 바람직하다.
2005년 현재 국내에서 발생되는 염색폐수 슬러지의 발생량은 약 50만톤/년으로 전량 해양투기 되고 있는 것으로 조사되었다. 그러나 해양오염방지법에 관한 런던협약 ‘96의정서의 발효에 따라 2012년부터 유기성슬러지의 해양투기가 금지됨에 따라, 해양투기로 처리되던 양을 육상처리 하여야 한다. 이러한 실정에서 최근 유기성슬러지의 적절한 처리방안으로 열분해 기술 중 탄화가 주목을 받고 있다. 따라서 본 연구에서는 염색폐수 슬러지의 효율적인 처리방안을 모색하기 위하여 계절적인 발생특성 및 성상변화를 파악하고 체계적인 DB를 구축하였다. 또한, 염색폐수 슬러지의 건조 및 악취발생특성 그리고 열분해 특성에 관한 실험을 수행하였다. 이상적인 탄화시스템을 개발하기위해, TGA와 연속식 등온열분해 장치를 이용하여 염색폐수 슬러지의 열분해 특성을 파악하였다. 염색폐수 슬러지의 계절별 성상의 차이는 그리 크지 않았으나 각 처리시설별로 다소 상이한 것으로 나타났다. 그리고 염색폐수 슬러지의 건조특성 실험결과 함수율 약 15%에 도달한 후 뚜렷한 슬러지의 건조속도 저하가 나타나, 건조시스템 설계 시 건조효율 저하는 그리 크지 않을 것으로 판단된다. 슬러지의 건조 시 발생되는 NH3, H2S, TVOC농도를 측정해본 결과 암모니아가 가장 많이 발생하였으며 그 다음으로 TVOC, 황화수소 순으로 발생하였다. 그리고 건조 슬러지 당 악취발생량으로 환산하여 살펴본 결과 초기 함수율에서 함수율 35~45%까지의 건조과정에서 더 많은 악취물질이 발생함을 알 수 있었다. 염색폐수 슬러지의 TG분석결과 약 220~230℃에서 열분해가 시작하여 550℃부근에서 분해가 종료되었으며, 주 열분해 구간은 350℃부근으로 나타났다. 그리고 염색폐수 슬러지의 활성화 에너지는 약 5.79~7.63kcal/mol 이었다. 등온열분해 실험을 통한 염색폐수 슬러지의 열분해 특성을 살펴본 결과 반응온도 및 체류시간이 증가할수록 char의 수율 및 발열량은 감소하였으나, liquid 및 gas의 수율은 증가하였다. 열분해 gas의 주성분은 CO2, CO, CH4이었고, 반응온도가 높아질수록 CO2의 농도는 감소하는 반면, CO와 CH4는 증가하였다. 염색폐수 슬러지의 탄화를 위한 최적 반응온도는 450~500℃이며, 450℃ 25min이상의 열분해조건에서는 외부 열원 없이 이론적으로 탈수 슬러지의 함수율을 15%까지 건조시킬 수 있을 것으로 판단된다. 반응온도가 높아질수록 wax의 발생율이 높아지므로, 탄화 적용 시에는 오일의 응축 및 wax의 발생에 의한 문제가 발생하지 않도록 조치를 강구하는 것이 바람직하다.
In 2005 wastewater sludge generated from Korea’s dyeing industry was round 500,000tons. It was mostly treated by ocean dumping however, the method won’t be applied any more from 2012 because of the 1996 Protocol of London Convention. The carbonization of organic sludge is recently focused as one of ...
In 2005 wastewater sludge generated from Korea’s dyeing industry was round 500,000tons. It was mostly treated by ocean dumping however, the method won’t be applied any more from 2012 because of the 1996 Protocol of London Convention. The carbonization of organic sludge is recently focused as one of alternative methods. This study was done for development of carbonization system combined with dryer. To develop thermal and order treatment facilities generation characteristics of sludge, bulk density and typical diameter of sludge during dyeing process and order generation characteristics were carried out. To design a reasonable carbonization facility for dyeing wastewater sludge, its thermal decomposition characteristics was estimated by using TGA and continuous type isothermal reactor. TGA experiments were carried out for 7 kinds of wastewater sludge and heating rate was controlled between 5 and 30ºC/min. Pyrolysis reactor was heated by an external electric heater and reaction temperature was controlled between 400 and 550ºC. The capacity of reactor was 22L, 60mm in diameter and 760mm in length. The residence time of sludge in reactor was set from 20 to 30 min by controlling the feeding rate of sludge. After identifying a steady state in temperature profile, isothermal pyrolysis experiments were carried out for 50min. Char was collected in the bottom of pyrolysis reactor and then weighed after drying it at 80ºC. Liquid was collected in condenser and cold trap trains. Gas generation rate was checked by a gas meter and its composition was analyzed by gas chromatography. Thermal characteristics of raw material and char were estimated. Pyrolysis of sludge was initiated from 220ºC and almost finished at 550ºC. The reaction was actively occurred round 350ºC and had one stage pyrolysis pattern. The reaction kinetics could be expressed as the first order reaction and its activation energy was in the range of 5.79 to 7.63kcal/mol. Yield of liquid and gas was increased with reaction temperature and residence time, but char was decreased. Gas was mainly consisted of CO2, CO, CH4, and CO2 was decreased as reaction temperature was increased. The optimum temperature range for carbonizing sludge was between 450 and 500ºC. Over the reaction condition of 450ºC and 25min, dewatered sludge can be theoretically dried by 15% in moisture with only the self combustion heat of liquid and gas only.
In 2005 wastewater sludge generated from Korea’s dyeing industry was round 500,000tons. It was mostly treated by ocean dumping however, the method won’t be applied any more from 2012 because of the 1996 Protocol of London Convention. The carbonization of organic sludge is recently focused as one of alternative methods. This study was done for development of carbonization system combined with dryer. To develop thermal and order treatment facilities generation characteristics of sludge, bulk density and typical diameter of sludge during dyeing process and order generation characteristics were carried out. To design a reasonable carbonization facility for dyeing wastewater sludge, its thermal decomposition characteristics was estimated by using TGA and continuous type isothermal reactor. TGA experiments were carried out for 7 kinds of wastewater sludge and heating rate was controlled between 5 and 30ºC/min. Pyrolysis reactor was heated by an external electric heater and reaction temperature was controlled between 400 and 550ºC. The capacity of reactor was 22L, 60mm in diameter and 760mm in length. The residence time of sludge in reactor was set from 20 to 30 min by controlling the feeding rate of sludge. After identifying a steady state in temperature profile, isothermal pyrolysis experiments were carried out for 50min. Char was collected in the bottom of pyrolysis reactor and then weighed after drying it at 80ºC. Liquid was collected in condenser and cold trap trains. Gas generation rate was checked by a gas meter and its composition was analyzed by gas chromatography. Thermal characteristics of raw material and char were estimated. Pyrolysis of sludge was initiated from 220ºC and almost finished at 550ºC. The reaction was actively occurred round 350ºC and had one stage pyrolysis pattern. The reaction kinetics could be expressed as the first order reaction and its activation energy was in the range of 5.79 to 7.63kcal/mol. Yield of liquid and gas was increased with reaction temperature and residence time, but char was decreased. Gas was mainly consisted of CO2, CO, CH4, and CO2 was decreased as reaction temperature was increased. The optimum temperature range for carbonizing sludge was between 450 and 500ºC. Over the reaction condition of 450ºC and 25min, dewatered sludge can be theoretically dried by 15% in moisture with only the self combustion heat of liquid and gas only.
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