슬러지는 하수처리장, 정수처리장 및 폐수처리장에서 수처리의 최종단계에서 발생하는 최종 폐기물로 불용성의 유ㆍ무기계 고형분과 미생물 덩어리로 이루어져 있다. 유기성 슬러지는 고형물 중 유기성 물질의 함량이 40% 이상인 것으로 2001년 7월부터는 일정규모 이상의 배출시설에서 발생하는 유기성 슬러지는 직매립을 금지하기 시작하여 2005년부터 젖은 폐기물의 소각장 및 매립지 반입금지 조치가 시행 중에 있었고 2012년에는 그동안 발생하는 슬러지 처리방법 중 가장 큰 비율을 차지하고 있는 해양배출이 전면 금지될 예정에 있다. 따라서 유기성 자원으로의 재활용에 대한 관심이 집중되어 최근에는 슬러지 처리규제의 강화에 따라 폐기처분하여야 할 폐기물에서 가연성 유기물질을 다량 함유하고 있는 슬러지 특성을 이용하여 자원으로 재활용하려는 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 본 연구에서는 국내 생활하수와 공단폐수에서 발생되는 filter cake을 대상시료로 선정하여 고체연료화 처리의 전 단계인 건조과정에서의 건조온도와 ...
슬러지는 하수처리장, 정수처리장 및 폐수처리장에서 수처리의 최종단계에서 발생하는 최종 폐기물로 불용성의 유ㆍ무기계 고형분과 미생물 덩어리로 이루어져 있다. 유기성 슬러지는 고형물 중 유기성 물질의 함량이 40% 이상인 것으로 2001년 7월부터는 일정규모 이상의 배출시설에서 발생하는 유기성 슬러지는 직매립을 금지하기 시작하여 2005년부터 젖은 폐기물의 소각장 및 매립지 반입금지 조치가 시행 중에 있었고 2012년에는 그동안 발생하는 슬러지 처리방법 중 가장 큰 비율을 차지하고 있는 해양배출이 전면 금지될 예정에 있다. 따라서 유기성 자원으로의 재활용에 대한 관심이 집중되어 최근에는 슬러지 처리규제의 강화에 따라 폐기처분하여야 할 폐기물에서 가연성 유기물질을 다량 함유하고 있는 슬러지 특성을 이용하여 자원으로 재활용하려는 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 본 연구에서는 국내 생활하수와 공단폐수에서 발생되는 filter cake을 대상시료로 선정하여 고체연료화 처리의 전 단계인 건조과정에서의 건조온도와 함수율 변화에 따른 filter cake의 특성 변화를 파악하고자 건조방식 중 직ㆍ간접건조에서 적용하는 각각의 온도와 건조 후 발생하는 슬러지의 함수율(10～30%)에 따라 filter cake의 연료화에 있어서 중요 시 되는 건조물의 발열량과 원소조성 등의 변화를 확인하였다. 생활하수와 공단폐수 슬러지의 각 건조온도별 filter cake의 특성변화 중 함수율 측정 결과 30%의 함수율까지 건조를 한다 하더라도 100～150℃ 온도에서의 건조는 약 8시간 이상이 소요되었으며 300℃이상에서는 건조시간은 짧게 소요되지만 건조의 개념이 아닌 소각과 같이 타는 것과 같은 변화를 관찰할 수 있었다. 발열량 측정결과 생활하수 슬러지는 높은 온도로 건조할 경우에도 3,000 kcal/kg 이상의 높은 발열량을 나타내는 반면 공단폐수 슬러지의 경우 100℃ 건조 시 약 2,000～3,000 kcal/kg의 발열량이 측정된 후 300℃ 이상에서는 현저히 감소하여 사용된 시료 중 발열량이 가장 높았던 시료 B와 혼합하여 측정할 정도로 낮은 발열량을 나타내는 것으로 보아 건조 후 보조연료로 사용할 경우 반드시 높은 발열량을 가진 연료와 혼합하여 사용하거나 연료로서 사용하지 못할 경우 소각 후 시멘트 고화제 및 토양 개량제 등으로 재활용 하는 것이 바람직할 것으로 판단된다. 원소조성 결과 수소, 질소 등의 함량변화는 크지 않지만 탄소와 산소의 경우 고온으로 갈수록 산소가 급격하게 감소하는 것은 슬러지 입자를 형성하고 있는 세포의 세포액 또는 화학적 결합에 의하여 생성되어 건조기간 중에는 수분의 이동이 없는 내부수가 고온에서 장기간 건조되면서 분해되어 이동한 것으로 판단된다. 따라서 하수처리공정에서 발생하는 일반 생활하수와 공단폐수 슬러지의 연료화를 위한 건조처리공정의 효율적인 운전온도는 150～200℃ 사이의 온도에서 건조할 경우 건조시간의 절약과 높은 발열량을 나타내는 것으로 확인되어 보조연료로 재활용 시 가장 적절할 것이라는 결론을 얻었다.
슬러지는 하수처리장, 정수처리장 및 폐수처리장에서 수처리의 최종단계에서 발생하는 최종 폐기물로 불용성의 유ㆍ무기계 고형분과 미생물 덩어리로 이루어져 있다. 유기성 슬러지는 고형물 중 유기성 물질의 함량이 40% 이상인 것으로 2001년 7월부터는 일정규모 이상의 배출시설에서 발생하는 유기성 슬러지는 직매립을 금지하기 시작하여 2005년부터 젖은 폐기물의 소각장 및 매립지 반입금지 조치가 시행 중에 있었고 2012년에는 그동안 발생하는 슬러지 처리방법 중 가장 큰 비율을 차지하고 있는 해양배출이 전면 금지될 예정에 있다. 따라서 유기성 자원으로의 재활용에 대한 관심이 집중되어 최근에는 슬러지 처리규제의 강화에 따라 폐기처분하여야 할 폐기물에서 가연성 유기물질을 다량 함유하고 있는 슬러지 특성을 이용하여 자원으로 재활용하려는 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 본 연구에서는 국내 생활하수와 공단폐수에서 발생되는 filter cake을 대상시료로 선정하여 고체연료화 처리의 전 단계인 건조과정에서의 건조온도와 함수율 변화에 따른 filter cake의 특성 변화를 파악하고자 건조방식 중 직ㆍ간접건조에서 적용하는 각각의 온도와 건조 후 발생하는 슬러지의 함수율(10～30%)에 따라 filter cake의 연료화에 있어서 중요 시 되는 건조물의 발열량과 원소조성 등의 변화를 확인하였다. 생활하수와 공단폐수 슬러지의 각 건조온도별 filter cake의 특성변화 중 함수율 측정 결과 30%의 함수율까지 건조를 한다 하더라도 100～150℃ 온도에서의 건조는 약 8시간 이상이 소요되었으며 300℃이상에서는 건조시간은 짧게 소요되지만 건조의 개념이 아닌 소각과 같이 타는 것과 같은 변화를 관찰할 수 있었다. 발열량 측정결과 생활하수 슬러지는 높은 온도로 건조할 경우에도 3,000 kcal/kg 이상의 높은 발열량을 나타내는 반면 공단폐수 슬러지의 경우 100℃ 건조 시 약 2,000～3,000 kcal/kg의 발열량이 측정된 후 300℃ 이상에서는 현저히 감소하여 사용된 시료 중 발열량이 가장 높았던 시료 B와 혼합하여 측정할 정도로 낮은 발열량을 나타내는 것으로 보아 건조 후 보조연료로 사용할 경우 반드시 높은 발열량을 가진 연료와 혼합하여 사용하거나 연료로서 사용하지 못할 경우 소각 후 시멘트 고화제 및 토양 개량제 등으로 재활용 하는 것이 바람직할 것으로 판단된다. 원소조성 결과 수소, 질소 등의 함량변화는 크지 않지만 탄소와 산소의 경우 고온으로 갈수록 산소가 급격하게 감소하는 것은 슬러지 입자를 형성하고 있는 세포의 세포액 또는 화학적 결합에 의하여 생성되어 건조기간 중에는 수분의 이동이 없는 내부수가 고온에서 장기간 건조되면서 분해되어 이동한 것으로 판단된다. 따라서 하수처리공정에서 발생하는 일반 생활하수와 공단폐수 슬러지의 연료화를 위한 건조처리공정의 효율적인 운전온도는 150～200℃ 사이의 온도에서 건조할 경우 건조시간의 절약과 높은 발열량을 나타내는 것으로 확인되어 보조연료로 재활용 시 가장 적절할 것이라는 결론을 얻었다.
Sludge is the waste composed of insoluble in/organic solid contents and microorganism mass, which are generated from the last stage of water treatment process at a sewage treatment plant, a water treatment plant and a waste water treatment plant. Organic sludge is the one contains more than 40% of o...
Sludge is the waste composed of insoluble in/organic solid contents and microorganism mass, which are generated from the last stage of water treatment process at a sewage treatment plant, a water treatment plant and a waste water treatment plant. Organic sludge is the one contains more than 40% of organic substances in its solid contents. From July of 2001, direct reclaiming of organic sludge from the certain size of facilities was forbidden, and the action for prohibiting wet waste at a incineration plant and a landfill started from 2005. At 2012, discharging to the ocean, which takes the largest proportion of processing sludge, is planned to be fully prohibited. Therefore, people's interest in recycling as an organic resource increased, and recently the research of recycling the sludge as a resource by using its property, which contains a lot of flammable organic contents, is in progress. In this research, we chose the filter cake generated from sewage and waste water in the country as target samples. To understand property changes of the filter cake by different drying temperatures and moisture contents in the drying process that is a previous stage of making solid fuel, we checked changes in heat generation and composed elements of the structure, which is vital to the fuelification of filter cake, for each temperature used in the in/direct drying process and moisture contents(10～30%) of sludge after the drying process. In property changes of filter cake during the various temperature based drying processes of sewage and waste water sludge, the measurement of moisture contents showed that even drying it to 30% of moisture contents took about 8 hours in 100～150℃. At 300℃, drying process took less time, but its change showed that it was more like a concept of incinerating than drying. After measuring heat generation, sewage sludge showed over 3,000 kcal/kg heat generation, even if it was dried in high temperature. However, industrial waste water sludge showed about 2,000～3,000 kcal/kg of heat generation when it is dried at 100℃, and its heat generation was remarkably decreased when it is dried at 300℃, which forced us to mix it with the sample B which had the highest hear generation to measure its low heat generation. So, if industrial waste water sludge needs to be used, it has to be mixed with the other fuel that has high heat generation to be used as a secondary fuel, or should be used as a cement firming agent or a soil ameliorater in case of not using it as a fuel. The result of element changes showed that there was not much difference in hydrogen and nitrogen, but carbon and oxygen were rapidly decreased as it goes to the higher temperature. We think that happened because the cell sap forming sludge particle or internal moist were decomposed and moved during the long and high temperature drying process. Thus, we concluded that most efficient operating temperature of drying process for fuelification of general sewage and industrial waste water sludge generated from the sewage treatment process would be 150～200℃, which showed saving in the drying time and high hear generation.
Sludge is the waste composed of insoluble in/organic solid contents and microorganism mass, which are generated from the last stage of water treatment process at a sewage treatment plant, a water treatment plant and a waste water treatment plant. Organic sludge is the one contains more than 40% of organic substances in its solid contents. From July of 2001, direct reclaiming of organic sludge from the certain size of facilities was forbidden, and the action for prohibiting wet waste at a incineration plant and a landfill started from 2005. At 2012, discharging to the ocean, which takes the largest proportion of processing sludge, is planned to be fully prohibited. Therefore, people's interest in recycling as an organic resource increased, and recently the research of recycling the sludge as a resource by using its property, which contains a lot of flammable organic contents, is in progress. In this research, we chose the filter cake generated from sewage and waste water in the country as target samples. To understand property changes of the filter cake by different drying temperatures and moisture contents in the drying process that is a previous stage of making solid fuel, we checked changes in heat generation and composed elements of the structure, which is vital to the fuelification of filter cake, for each temperature used in the in/direct drying process and moisture contents(10～30%) of sludge after the drying process. In property changes of filter cake during the various temperature based drying processes of sewage and waste water sludge, the measurement of moisture contents showed that even drying it to 30% of moisture contents took about 8 hours in 100～150℃. At 300℃, drying process took less time, but its change showed that it was more like a concept of incinerating than drying. After measuring heat generation, sewage sludge showed over 3,000 kcal/kg heat generation, even if it was dried in high temperature. However, industrial waste water sludge showed about 2,000～3,000 kcal/kg of heat generation when it is dried at 100℃, and its heat generation was remarkably decreased when it is dried at 300℃, which forced us to mix it with the sample B which had the highest hear generation to measure its low heat generation. So, if industrial waste water sludge needs to be used, it has to be mixed with the other fuel that has high heat generation to be used as a secondary fuel, or should be used as a cement firming agent or a soil ameliorater in case of not using it as a fuel. The result of element changes showed that there was not much difference in hydrogen and nitrogen, but carbon and oxygen were rapidly decreased as it goes to the higher temperature. We think that happened because the cell sap forming sludge particle or internal moist were decomposed and moved during the long and high temperature drying process. Thus, we concluded that most efficient operating temperature of drying process for fuelification of general sewage and industrial waste water sludge generated from the sewage treatment process would be 150～200℃, which showed saving in the drying time and high hear generation.
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