국 문 요 약 하수 슬러지의 건조특성 및 휘발성 유기화합물에 관한 연구 논문제출자 : 김 동 진 지도교수 : 김 철 규 현재 대체적인 하수슬러지의 처리방향은 10% 이하의 수분함량으로 이를 건조한 후, 기존의 화력발전소 등의 석탄연료와 혼합하여 연료로 사용하거나 고형연료화하여 신재생에너지로 적극 활용하고 있다. 그러나 하수슬러지가 함유하고 있는 ...
국 문 요 약 하수 슬러지의 건조특성 및 휘발성 유기화합물에 관한 연구 논문제출자 : 김 동 진 지도교수 : 김 철 규 현재 대체적인 하수슬러지의 처리방향은 10% 이하의 수분함량으로 이를 건조한 후, 기존의 화력발전소 등의 석탄연료와 혼합하여 연료로 사용하거나 고형연료화하여 신재생에너지로 적극 활용하고 있다. 그러나 하수슬러지가 함유하고 있는 유해화학물질 등을 고려할 때, 이들 유해화학물질이 건조과정에서 유출되어 주변 환경을 오염시키고 민원을 야기할 수 있는 가능성이 매우 큰 실정이나 이들에 대한 연구는 아주 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 대전 하수처리장에서 발생되고 있는 지역특유의 잉여 및 소화 슬러지를 대상으로 물리화학적 특성을 파악하고, 이들의 건조특성 및 건조과정에서 발생하는 휘발성 유기화합물들(Volatile organic compounds, VOCs) 및 악취물질에 대한 정성 및 정량적 분석을 수행하였고, 다음과 같은 결론을 얻었다. 대전시 하수 슬러지에 대한 기본 특성을 검토한 결과, 삼성분 중 가연분은 12.34%, 수분은 80%, 회분은 7.66%로 나타나 연소 후에는 비교적 회분함량이 높을 것으로 평가되었다. 건조 하수슬러지의 원소분석 결과, 건량기준 C 32.36%, H 4.3%, O 20.1%, N 4.33%, S 0.7%로 나타났으며, 하수슬러지 특성상 질소화합물의 함량이 비교적 높고, 황 역시 존재하여 질소 및 황화합물에 의한 악취 발생 가능성이 있다. 건량기준 고위발열량은 581.2~1,212.6 kcal/kg으로 분석되었으나, 습량기준 저위발열량은 수분함량이 매우 높아 Dulong식으로 계산한 결과 123.66 kcal/kg으로 에너지원으로는 비교적 가치가 매우 낮은 것으로 조사되었다. 소화 하수 슬러지를 105℃로 6시간동안 등온건조할 때 배출되는 휘발성 유기화합물(VOCs) 및 악취물질 연구에 대해 연구 결과, 습한 소화 슬러지 1g 에서 6시간 동안 배출된 16종의 휘발성 유기화합물 및 악취물질의 총량은 4,462.7 ng 이었으며, 함수율이 약 80%인 것을 감안하면 건조슬러지 1g 당 22,313.5 ng 이 발생하는 것으로 계산된다. 휘발성 유기화합물 및 악취물질의 발생량은 건조시간 3시간대까지 증가하였다가 그 후 서서히 감소하였다. 또한 최대 발생량을 나타내는 휘발성 유기화합물은 Methylene chloride이며, Acetone, Toluene, Ethanol, 2-Butanone의 순이었고, 이들 5종이 대량 발생 화합물이었다. 대표적인 악취물질인 Trimethylamine 및 Toluene을 제외한 BTEX물질은 소량으로 검출되었다.
국 문 요 약 하수 슬러지의 건조특성 및 휘발성 유기화합물에 관한 연구 논문제출자 : 김 동 진 지도교수 : 김 철 규 현재 대체적인 하수슬러지의 처리방향은 10% 이하의 수분함량으로 이를 건조한 후, 기존의 화력발전소 등의 석탄연료와 혼합하여 연료로 사용하거나 고형연료화하여 신재생에너지로 적극 활용하고 있다. 그러나 하수슬러지가 함유하고 있는 유해화학물질 등을 고려할 때, 이들 유해화학물질이 건조과정에서 유출되어 주변 환경을 오염시키고 민원을 야기할 수 있는 가능성이 매우 큰 실정이나 이들에 대한 연구는 아주 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 대전 하수처리장에서 발생되고 있는 지역특유의 잉여 및 소화 슬러지를 대상으로 물리화학적 특성을 파악하고, 이들의 건조특성 및 건조과정에서 발생하는 휘발성 유기화합물들(Volatile organic compounds, VOCs) 및 악취물질에 대한 정성 및 정량적 분석을 수행하였고, 다음과 같은 결론을 얻었다. 대전시 하수 슬러지에 대한 기본 특성을 검토한 결과, 삼성분 중 가연분은 12.34%, 수분은 80%, 회분은 7.66%로 나타나 연소 후에는 비교적 회분함량이 높을 것으로 평가되었다. 건조 하수슬러지의 원소분석 결과, 건량기준 C 32.36%, H 4.3%, O 20.1%, N 4.33%, S 0.7%로 나타났으며, 하수슬러지 특성상 질소화합물의 함량이 비교적 높고, 황 역시 존재하여 질소 및 황화합물에 의한 악취 발생 가능성이 있다. 건량기준 고위발열량은 581.2~1,212.6 kcal/kg으로 분석되었으나, 습량기준 저위발열량은 수분함량이 매우 높아 Dulong식으로 계산한 결과 123.66 kcal/kg으로 에너지원으로는 비교적 가치가 매우 낮은 것으로 조사되었다. 소화 하수 슬러지를 105℃로 6시간동안 등온건조할 때 배출되는 휘발성 유기화합물(VOCs) 및 악취물질 연구에 대해 연구 결과, 습한 소화 슬러지 1g 에서 6시간 동안 배출된 16종의 휘발성 유기화합물 및 악취물질의 총량은 4,462.7 ng 이었으며, 함수율이 약 80%인 것을 감안하면 건조슬러지 1g 당 22,313.5 ng 이 발생하는 것으로 계산된다. 휘발성 유기화합물 및 악취물질의 발생량은 건조시간 3시간대까지 증가하였다가 그 후 서서히 감소하였다. 또한 최대 발생량을 나타내는 휘발성 유기화합물은 Methylene chloride이며, Acetone, Toluene, Ethanol, 2-Butanone의 순이었고, 이들 5종이 대량 발생 화합물이었다. 대표적인 악취물질인 Trimethylamine 및 Toluene을 제외한 BTEX물질은 소량으로 검출되었다.
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