현재(2012년 기준) 전국 546개 하수처리장에서 3,607,743톤/년의 하수슬러지 발생하고 그량이 증가되고 있는 추세로 육상매립(14.7%), 소각(35.4%), 재활용(34.2%), 연료화(8.9%)으로 처리되고 있으나, 재활용은 건조, 고화, 탄화 등의 수요처의 한정으로 대량처리가 곤란하며, 매립은 부지확보, 침출수 문제 등으로 2차오염이 우려되고 있으며, 소각은 에너지 고비용과 CO2 배출로 인한 문제점으로 이를 대안할 수 있는 근본적인 처리 방법이 요구되고 있다.
따라서, 하수슬러지 처리문제를 근본적으로 해결하기 위해서는 이미 발생된 ...
현재(2012년 기준) 전국 546개 하수처리장에서 3,607,743톤/년의 하수슬러지 발생하고 그량이 증가되고 있는 추세로 육상매립(14.7%), 소각(35.4%), 재활용(34.2%), 연료화(8.9%)으로 처리되고 있으나, 재활용은 건조, 고화, 탄화 등의 수요처의 한정으로 대량처리가 곤란하며, 매립은 부지확보, 침출수 문제 등으로 2차오염이 우려되고 있으며, 소각은 에너지 고비용과 CO2 배출로 인한 문제점으로 이를 대안할 수 있는 근본적인 처리 방법이 요구되고 있다.
따라서, 하수슬러지 처리문제를 근본적으로 해결하기 위해서는 이미 발생된 슬러지를 처리하는 문제도 중요하지만, 슬러지의 발생을 원천적으로 감량화하는 것이 무엇보다 중요하다고 할 수 있다.
본 연구는 전기분해를 이용한 하수 슬러지의 감량화 연구로써, 실험실 규모로 1단계 전해부상조, 2단계 전해 가용화조로 총 2단계로 구성된 감량화 장치를 이용하여 기초연구를 진행하고 이를 바탕으로 파일럿규모의 현장적용 연구를 진행하였으며, 지금까지의 연구결과를 종합해보면 부상농축조 및 가용화조의 운전조건 변화에 따른 함수율은 탈수 케익 함수율이 약 2~2.5 %정도 낮아졌으며, 특히 추가적인 효과로 악취강도가 4 도 → 2 도로 획기적으로 낮아짐을 알 수 있었다. 전해감량장치의 연속실험에서도 인가전류가 높을수록, 체류시간이 길수록 슬러지 가용화율이 높아짐을 알수있었다.
Pilot-시설은 15 ton/day 규모의 Plant를 제작, 운전하였으며 전해 슬러지 감량장치의 탈수효율 및 실증화 평가 결과 인가전류가 높을수록 대조군 대비 탈수율이 좋게 나타났다. 또한 폴리머 투입량은 최대 40 %를 줄여도 탈수케익의 탈수율에는 지장에 없는 것으로 확인되었다. 슬러지 반류수의 유기탄소원 가치평가 결과 전해 감용 슬러지의 탈질효율은 대조군에 비해 81.7% 높은 결과를 보여 새로운 유기탄소대체원으로 가치를 확인하였다.
본 기술개발을 통해 사후처리시설은 기존 및 신설 하・폐수처리장, 축산분뇨처리시설의 슬러지 저감장치로 적용가능하며, 사전처리시설은 생물학적 고도처리시설의 탈질효율 개선 및 소화조 성능개선을 위한 장치와 탄소원 대체 시설로 활용도가 클것으로 예상된다.
현재(2012년 기준) 전국 546개 하수처리장에서 3,607,743톤/년의 하수슬러지 발생하고 그량이 증가되고 있는 추세로 육상매립(14.7%), 소각(35.4%), 재활용(34.2%), 연료화(8.9%)으로 처리되고 있으나, 재활용은 건조, 고화, 탄화 등의 수요처의 한정으로 대량처리가 곤란하며, 매립은 부지확보, 침출수 문제 등으로 2차오염이 우려되고 있으며, 소각은 에너지 고비용과 CO2 배출로 인한 문제점으로 이를 대안할 수 있는 근본적인 처리 방법이 요구되고 있다.
따라서, 하수슬러지 처리문제를 근본적으로 해결하기 위해서는 이미 발생된 슬러지를 처리하는 문제도 중요하지만, 슬러지의 발생을 원천적으로 감량화하는 것이 무엇보다 중요하다고 할 수 있다.
본 연구는 전기분해를 이용한 하수 슬러지의 감량화 연구로써, 실험실 규모로 1단계 전해부상조, 2단계 전해 가용화조로 총 2단계로 구성된 감량화 장치를 이용하여 기초연구를 진행하고 이를 바탕으로 파일럿규모의 현장적용 연구를 진행하였으며, 지금까지의 연구결과를 종합해보면 부상농축조 및 가용화조의 운전조건 변화에 따른 함수율은 탈수 케익 함수율이 약 2~2.5 %정도 낮아졌으며, 특히 추가적인 효과로 악취강도가 4 도 → 2 도로 획기적으로 낮아짐을 알 수 있었다. 전해감량장치의 연속실험에서도 인가전류가 높을수록, 체류시간이 길수록 슬러지 가용화율이 높아짐을 알수있었다.
Pilot-시설은 15 ton/day 규모의 Plant를 제작, 운전하였으며 전해 슬러지 감량장치의 탈수효율 및 실증화 평가 결과 인가전류가 높을수록 대조군 대비 탈수율이 좋게 나타났다. 또한 폴리머 투입량은 최대 40 %를 줄여도 탈수케익의 탈수율에는 지장에 없는 것으로 확인되었다. 슬러지 반류수의 유기탄소원 가치평가 결과 전해 감용 슬러지의 탈질효율은 대조군에 비해 81.7% 높은 결과를 보여 새로운 유기탄소대체원으로 가치를 확인하였다.
본 기술개발을 통해 사후처리시설은 기존 및 신설 하・폐수처리장, 축산분뇨처리시설의 슬러지 저감장치로 적용가능하며, 사전처리시설은 생물학적 고도처리시설의 탈질효율 개선 및 소화조 성능개선을 위한 장치와 탄소원 대체 시설로 활용도가 클것으로 예상된다.
At present(based on year 2012), 3,607,743 ton/year of sewage sludge is generated in 546 sewage treatment plants nationally and the quantity is increasing yearly. They are processed by Landfill(14.7%), Incineration(35.4%), Recycling(34.2%) and Fuel development(8.9%). However, recycling has difficulti...
At present(based on year 2012), 3,607,743 ton/year of sewage sludge is generated in 546 sewage treatment plants nationally and the quantity is increasing yearly. They are processed by Landfill(14.7%), Incineration(35.4%), Recycling(34.2%) and Fuel development(8.9%). However, recycling has difficulties in mass disposal due to limited source of demand in drying, solidification and carbonization. Landfill has difficulties in security of sites and concerns of secondary pollution from leachate are high. Incineration has problems of high costs in energy and CO2 emission. Thus, a fundamental treatment method is demanded as an alternative to solve these problems.
Therefore, to solve the treatment problems fundamentally, even though dealing with the problem of previously generated sludge treatment is important, reduction of sludge generation at the fundamental level is more important.
This research is about sewage sludge reduction using electrolysis at a laboratory scale with 1st stage electrolysis flotation tank and 2nd stage electrolysis solubilization totalling 2 stages of reduction facilities for the basic research. Based on this research, field application research at a pilot plant scale was carried out and concluding from the research results, according to the operation condition changes of flotation concentration tank and solubilization tank, the dehydration cake percentage of water content decreased down to 2~2.5%. As an additional effect, the bad odor intensity reduced from level 4 to a ground-breaking low level 2. From the consecutive experiment of electrolysis reduction facility, it was noted that the higher the induced currents and the longer the retention time, the percentage of solubilization became higher.
Pilot plant was made and operated at a 15 ton/day scale and according to the electrolysis sludge reduction facility dehydration efficiency and demonstration evaluation results, the higher the induced currents, the better the results of dehydration percentage compared to the comparison group. Also, even though the polymer input amount was reduced down to maximum 40%, there was no impediment to the dehydration percentage of dehydration cake. According to the organic carbon source value evaluation results of sludge return flow, denitrification efficiency of electrolysis volume reduced sludge had a 81.7% higher result compared to the comparison group thereby verifying its value as a new organic carbon alternative.
Through this technology development, for the post processing facilities, it can be applied in sludge reduction facilities for the existing and new sewage/wastewater treatment plants and livestock sludge treatment plants. For the pre-treatment facilities, it is greatly expected that it will be used as a facility to improve performance in the digestion tank and increase dehydration efficiency in biological advanced treatment facilities and as an alternative facility for carbon sources.
At present(based on year 2012), 3,607,743 ton/year of sewage sludge is generated in 546 sewage treatment plants nationally and the quantity is increasing yearly. They are processed by Landfill(14.7%), Incineration(35.4%), Recycling(34.2%) and Fuel development(8.9%). However, recycling has difficulties in mass disposal due to limited source of demand in drying, solidification and carbonization. Landfill has difficulties in security of sites and concerns of secondary pollution from leachate are high. Incineration has problems of high costs in energy and CO2 emission. Thus, a fundamental treatment method is demanded as an alternative to solve these problems.
Therefore, to solve the treatment problems fundamentally, even though dealing with the problem of previously generated sludge treatment is important, reduction of sludge generation at the fundamental level is more important.
This research is about sewage sludge reduction using electrolysis at a laboratory scale with 1st stage electrolysis flotation tank and 2nd stage electrolysis solubilization totalling 2 stages of reduction facilities for the basic research. Based on this research, field application research at a pilot plant scale was carried out and concluding from the research results, according to the operation condition changes of flotation concentration tank and solubilization tank, the dehydration cake percentage of water content decreased down to 2~2.5%. As an additional effect, the bad odor intensity reduced from level 4 to a ground-breaking low level 2. From the consecutive experiment of electrolysis reduction facility, it was noted that the higher the induced currents and the longer the retention time, the percentage of solubilization became higher.
Pilot plant was made and operated at a 15 ton/day scale and according to the electrolysis sludge reduction facility dehydration efficiency and demonstration evaluation results, the higher the induced currents, the better the results of dehydration percentage compared to the comparison group. Also, even though the polymer input amount was reduced down to maximum 40%, there was no impediment to the dehydration percentage of dehydration cake. According to the organic carbon source value evaluation results of sludge return flow, denitrification efficiency of electrolysis volume reduced sludge had a 81.7% higher result compared to the comparison group thereby verifying its value as a new organic carbon alternative.
Through this technology development, for the post processing facilities, it can be applied in sludge reduction facilities for the existing and new sewage/wastewater treatment plants and livestock sludge treatment plants. For the pre-treatment facilities, it is greatly expected that it will be used as a facility to improve performance in the digestion tank and increase dehydration efficiency in biological advanced treatment facilities and as an alternative facility for carbon sources.
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