KR101737994B1 - 폐자원을 활용하여 슬러지의 탈수 기능을 향상시키는 탈수시스템 및 이를 이용한 슬러지 탈수방법 - Google Patents

폐자원을 활용하여 슬러지의 탈수 기능을 향상시키는 탈수시스템 및 이를 이용한 슬러지 탈수방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐자원인 폐굴껍질과 폐활성탄을 활용하여 슬러지의 탈수 효율을 높임으로써, 정수장 슬러지, 폐수처리장 슬러지 등을 포함한 다양한 슬러지의 종류에 크게 영향을 받지 않고 효율적인 탈수처리가 가능하도록 하고, 다양한 종류의 슬러지를 개별적으로 처리하거나 또는 혼합형태의 통합적 처리가 가능하도록 하는 슬러지 탈수시스템 및 이를 이용한 슬러지 탈수방법에 관한 것이다.

Description

폐자원을 활용하여 슬러지의 탈수 기능을 향상시키는 탈수시스템 및 이를 이용한 슬러지 탈수방법{DEWATERING SYSTEM FOR HIGH EFFICIENCY OF SLUDGE DEWATERING}
본 발명은 폐자원인 폐굴껍질과 폐활성탄을 활용하여 슬러지의 탈수 효율을 높임으로써, 정수장 슬러지, 폐수처리장 슬러지 등을 포함한 다양한 슬러지의 종류에 크게 영향을 받지 않고 효율적인 탈수처리가 가능하도록 하고, 다양한 종류의 슬러지를 개별적으로 처리하거나 또는 혼합형태의 통합적 처리가 가능하도록 하는 슬러지 탈수시스템 및 이를 이용한 슬러지 탈수방법에 관한 것이다.
경제발전 및 생활의 향상은 생활하수, 폐수의 증가를 가져왔고, 이에 따라 하천 및 강의 오염을 방지하기 위한 하수 및 폐수 처리시설도 불가피하게 증가하여 왔다.
폐수를 처리하는 과정에서 침전의 과정을 거친 후에 슬러지가 남게 되는데, 이러한 슬러지는 최종적으로 매립 또는 소각, 해양에 투기하는 방법을 취하고 있다.
현재 하수처리장에서 탈수 후 매립지에 직매립하는 것은 금지되었기 때문에 계속해서 늘어가는 방대한 양의 슬러지 처리에 대한 연구가 요구되고 있다. 전체 하수처리비용의 50%에 달하는 슬러지의 처리비용을 절감하기 위해서는 낮은 함수율의 탈수 슬러지를 생산하는 것이 매우 중요한 관건이라고 할 수 있다.
낮은 함수율의 탈수 슬러지는 액상 또는 농축 슬러지에 비해 취급이 용이할 뿐만 아니라 부피의 감소에 따른 운반비용의 절감과 소각시 에너지 함량을 증가시킬 수 있다. 또한 퇴비화 전에 개량제의 소모량을 감소시킬 수 있고 냄새나 부패성을 현저히 감소시킬 수 있다. 따라서 슬러지의 탈수효율 향상을 위한 방법이 주목을 받고 있다.
슬러지 탈수는 농축된 슬러지를 수분 감소에 의해서 슬러지 부필르 추가로 감소시켜 슬러지의 처리를 용이하게 하고 처분 비용을 감소시키는 것을 목적으로 한다.
탈수공법으로는 크게 자연적인 공법과 기계적인 공법으로 구분되는데, 자연공법에는 모래건조상법과 라군법이 있고, 기계적 공법에는 진공흡입력을 이용한 진공여과기, 여과막을 가하는 압력을 이용한 Filter press, 벨트의 압축압력을 이용한 Belt Press, 원심력을 이용한 원심 분리기 등이 있다. 자연적 공법은 슬러지 처리량이 적고, 유효토지의 감소 및 지하수 오염 등과 같은 문제점이 있어, 현재에는 기계적인 공법이 주로 이용되고 있으나, 기계적인 물리력만으로는 슬러지의 수분 함수율을 낮추는데 한계가 있어, 새로운 탈수 공법 개발이 요구되고 있는 실정이다.
슬러지 탈수와 관련하여, 종래 등록특허 10-0329318(등록일자 2002.03.07)의 '슬러지 탈수 장치 및 이를 사용하는 슬러지 탈수 시스템 ', 등록특허 10-0368682(등록일자 2003.01.07)의 '탈수 건조시스템', 등록특허 10-1146792(등록일자 2012.05.09)의 '하천수에 함유된 슬러지 압착 탈수 시스템', 등록특허 10-1115238(등록일자 2012.02.01)의 '연속식 준설 탈수 처리 시스템', 등록특허 10-1169976(등록일자 2012.07.25)의 '수질정화시스템의 연속식 슬러지 탈수장치', 등록실용 20-0416677(등록일자 2006.05.11)의 '고액분리시스템의 탈수장치'에 대한 기술이 개시된 바 있으나, 폐굴껍질과 폐활성탄을 재활용하여 슬러지의 탈수효율을 높이는 기술에 대해서는 개시된 바 없다. 이에 본 출원인은 폐자원을 효율적으로 재활용함으로써, 자원재활용에 따른 슬러지 처리비용 절감과 환경오염 개선 효과를 가지며, 또한 높은 처리효율을 갖는 슬러지 처리 시스템 및 처리방법을 제공하고자 본 발명의 완성에 이르게 되었다.
대한민국 등록특허 10-0329318(등록일자 2002.03.07) 대한민국 등록특허 10-0368682(등록일자 2003.01.07) 대한민국 등록특허 10-1146792(등록일자 2012.05.09) 대한민국 등록특허 10-1115238(등록일자 2012.02.01) 대한민국 등록특허 10-1169976(등록일자 2012.07.25) 대한민국 등록실용 20-0416677(등록일자 2006.05.11)
본 발명은 폐굴껍질, 폐활성탄을 활용할 수 있는 슬러지 탈수시스템을 제공하고, 또한 이를 이용한 슬러지 탈수방법을 제공함으로써,
슬러지의 종류에 따른 탈수효율의 차이가 발생하는 것을 최소화하여, 다양한 종류의 슬러지를 개별적 또는 통합적으로 처리할 수 있어, 효율적인 슬러지 처리, 슬러지 처리에 소요되는 경비절감, 환경오염 개선의 효과를 갖는 폐자원을 활용하여 슬러지의 탈수 기능을 향상시키는 탈수시스템 및 이를 이용한 슬러지 탈수방법을 제공하고자 하는 것을 발명의 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 슬러지 탈수를 위한 시스템으로서,
슬러지의 탈수성 향상을 위해, 열적·화학적으로 슬러지를 전처리하는 슬러지전처리부;
상기 슬러지전처리부를 통해 전처리과정을 마친 슬러지의 탈수성 향상을 위해, 탈수개량제를 주입하는 탈수개량제 주입부;
탈수개량제가 주입된 슬러지에 응집보조제인 폐활성탄을 주입하는 탈수보조제 주입부;
폐활성탄이 주입된 슬러지에 포함되어 있는 액체의 일부를 제거하여 슬러지의 고형물질 함량 높이는 슬러지농축부;
상기 슬러지농축부를 통해 농축된 슬러지를 최종적으로 탈수처리하는 탈수부를 포함하여 이루어지는 폐자원을 활용하여 슬러지의 탈수 기능을 향상시키는 탈수시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 탈수시스템은 슬러지의 종류에 상관없이 탈수효율을 극대화시킬 수 있도록 시스템을 구성함으로써, 슬러지의 탈수성이 매우 높다는 장점을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 탈수시스템의 전체 구성을 보인 도면.
이하, 상기의 기술 구성에 대한 구체적인 내용을 도면과 함께 살펴보도록 한다.
하수처리과정에서 발생하는 하수슬러지의 종류는 하수처리공정의 1차침전지에서 발생하는 생슬러지(Primary sludge;PS), 생물학적 처리공정에서 발생하는 활성슬러지(Waste activated sludge;WAS), 생슬러지와 활성슬러지가 혼합·농축된 농축슬러지(Thickened sludge;TS), 마지막으로 혐기성 소화조에서 유기물의 분해반응을 거친 소화슬러지(Digested sludge;DS), 탈수공정에서 최종적으로 발생되는 탈수케익(Dewatered cake;DC)로 구분된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 탈수시스템(1)은 슬러지의 탈수성 향상을 위해, 열적·화학적으로 슬러지를 전처리하는 슬러지전처리부(10);
상기 슬러지전처리부(10)를 통해 전처리과정을 마친 슬러지의 탈수성 향상을 위해, 탈수개량제를 주입하는 탈수개량제 주입부(20);
탈수개량제가 주입된 슬러지에 응집보조제인 폐활성탄을 주입하는 탈수보조제 주입부(30);
폐활성탄이 주입된 슬러지에 포함되어 있는 액체의 일부를 제거하여 슬러지의 고형물질 함량 높이는 슬러지농축부(40);
상기 슬러지농축부(40)를 통해 농축된 슬러지를 최종적으로 탈수처리하는 탈수부(50)를 포함하여 이루어진다.
슬러지 종류에는 고형물 4~10%이고, 회색의 점착성이 높은 생슬러지; 고형물 0.8~2.5%이고, 갈색의 흙냄새가 나는 잉여슬러지; 고형물 0.5~1.5%인 생슬러지와 잉여슬러지의 혼합, 농축 전 분배조에서 혼합시 생성되는 혼합슬러지; 고형물 2.0~8.0%인 생, 잉여, 혼합슬러지를 소화시키기 전 감량시킨 슬러지인 농축슬러지; 고형물 2.5~7.0%인 혐기성 또는 호기성 소화 처리해서 농축. 분해된 슬러지(대부분 혐기성 소화)로서, 암갈색 내지 흑갈색으로 다량의 가스가 포함되고, 슬러지가 건조되면 가스는 날아가고 양토화되는 소화슬러지; 고형물 20~40%인 슬러지의 수분을 감소, 운반과 소각, 최종처분을 용이하게 하기 위한 탈수슬러지(cake); 등이 있다.
하수처리장과 정수처리장에서 처리부산물로 발생하는 슬러지는 처리비용이 많이 들고, 매립처분 비용 또는 소각비용 또한 크기 때문에 슬러지 처리에 있어서 처리비용은 큰 비중을 차지하게 된다. 따라서 슬러지의 처리, 처분 비용을 줄이기 위해서는 함수율을 낮춰 슬러지의 감량화를 도모하는 것이 최선의 방법이다.
본 발명은 슬러지의 함수율을 최소화하여 슬러지 감량화의 기능성을 강화시킨 탈수시스템에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 탈수시스템을 구성하는 구성요소에 대해 상세하게 살펴보도록 한다.
슬러지 전처리는 미생물의 세포벽을 물리적, 화학적 또는 생물학적인 방법으로 파괴시켜 세포내 기질을 용출시킴으로써 율속단계를 제거하여 혐기성 미생물의 기질에 대한 이용도를 높임으로써, 전체 혐기성 소화반응의 효율을 개선할 수 있다. 또한 세포나 미세한 floc내에 갇혀있던 수분이 유출되면서 고형물로부터 수분분리를 용이하게 할 수 있다.
즉 상기 슬러지전처리부(10)는 초음파, 오존 또는 열·알칼리 병합처리에 의해 기계적 탈수 등과 같이 일반적인 탈수방법으로는 탈수효율이 개선되지 않는 슬러지 내의 수분을 효율적으로 제거할 수 있도록 함으로써, 결과적으로 슬러지의 함수율을 떨어뜨리는 기능을 갖는다.
상기 초음파 전처리의 경우, 초음파 발생기의 주파수를 20 kHz, 최대 전력 120~400W로 하여 초음파 전처리가 이루어진다.
상기 오존 전처리의 경우, 오존발생기(OZONIA사 LAB2B LABORATORY OZONE GENERATOR)를 이용하되, 공기공급가스는 순산소를 이용하고, 송기량은 2L/min, 주입 오존 농도는 60mgO3/L O2로 고정하여 오존 전처리가 이루어진다.
상기 열·알칼리 병합처리 경우, 슬러지에 0.05mg NaOH/mg SS를 주입하여 pH를 11로 만든 후, 온도를 75~85℃로 하여 2~3시간 동안 열·알칼리 병합 전처리가 이루어진다.
슬러지 내 수분은 크게 슬러지 입자와 연관되어 있는가를 기준으로 하여 자유수와 결합수로 분류된다. 상기 자유수는 슬러지 내 구조 속에 한정되어 있는가를 기준으로 다시 자유수(free water)와 공극수(interstitial water)로 구분된다. 그리고 상기 결합수는 슬러지 입자와 수분의 결합방식에 따라 다시 표면수(surface water)와 결합수(bound water)로 구분된다.
상기 4가지의 수분들 중 자유수와 공극수는 기계적 탈수에 의해 제거할 수 있으나, 표면수와 결합수의 경우 기계적 탈수에 의한 제거가 불가능한 것으로 알려져 있다. 따라서 상기 표면수와 결합수는 열적, 화학적 전처리를 필요로 한다.
상기 초음파 전처리에 있어, 초음파(ultrasound)는 일반적으로 16,000 Hz 이상의 진동수가 있는 음파를 총칭한다. 초음파는 석영과 같은 압전성(piezoelectric) 물질에 의해 발생하는데 압전성 물질의 판(plate) 양면에 크기가 같고 방향이 반대인 전하를 교대로 걸러주게 되면 그 물질은 팽창과 수축을 반복하게 되며 이와 같은 과정을 통해 압전성 물질은 전기에너지를 기계 에너지로 변환하게 된다. 이때 발생된 기계적 진동이 초음파를 발생시키게 된다.
초음파에 의한 슬러지의 전처리는 활성슬러지의 미생물을 파괴하는 방법으로 초음파 진동자의 표면에서 초음파를 방출시 생기는 음향공동화(acoustic cavitation) 현상을 이용한다.
유체에 초음파를 조사하면 기포의 내파(implosion) 현상인 공동화 기포의 생성과 붕괴가 일어나며, 붕괴되는 공동화 기포 내부의 온도와 압력은 약 5,000K와 수백에서 수천 기압까지 상승하게 되는데 이런 극한적인 조건이 공동화 기포 내에 존재하는 화합물의 열적 파괴와 매우 반응성이 강한 OH radical의 생성을 이끌 수 있게 한다. 하수슬러지의 경우 물과 고형물로 이루어져 있기 때문에 초음파 분해에 의해 플록이 해체되고 미생물 등의 세포가 분해되어 세포액이 용출되는 슬러지의 물리, 화학적 파괴가 가능하게 된다. 이러한 초음파 전처리에 의해 용해성 탄수화물과 유기성 기질을 방출하여 일반적으로 세포파괴도는 95% 이상으로 높은 편이다.
상기 오존 전처리의 오존에 의한 유기물의 제거는 오존과 용해성물질과의 직접반응에 의하여 분해되거나 오존이 수중에서 분해될 때 생성되는 OH 라디칼에 의하여 산화된다. 하수슬러지의 경우 유기물로 구성되어 있기 때문에 오존에 의하여 슬러지가 분해되어 용존성 유기물로 전환되고 생성된 OH 라디칼에 의해 슬러지의 세포벽을 산화시킴으로써 미생물의 표면에 손상을 주어 내부에 존재하는 유기물을 용출시키게 된다.
오존 전처리에 있어 오존주입량이 낮은 경우에는 오존처리에 의한 미세입자의 증가로 인해 오존처리액의 탁도가 증가하게 되므로 일정량의 오존을 주입함으로써 슬러지의 평균입경을 증가시켜 오존처리액의 여과성을 회복시키는 것이 바람직하다.
상기 열·알칼리 병합처리는 알칼리를 슬러지에 첨가하여 셀을 가수분해하는 방법으로 높은 온도를 사용하여야 하는 열처리에 비해 상대적으로 매우 낮은 온도에서도 같은 슬러지 가용화율을 얻을 수 있다.
슬러지 열처리만을 하는 경우에는 슬러지의 가수분해율이 미미하나, NaOH를 첨가하여 pH를 증가시킬 경우 가수분해는 급격히 증가하게 되며, 결과적으로 탈수성을 높일 수 있게 된다.
상기 슬러지전처리부(10)에서 전처리과정을 거친 슬러지는 탈수개량제 주입부(20)로 이송되어, 슬러지 내로 탈수개량제를 주입하게 된다.
슬러지의 탈수성 증진을 위하여 적절한 약품주입에 의한 개량과 동결-용해 방법 등이 있으나 탈수성 증진을 위해서는 슬러지 성상, 탈수성 변수와 기계적인 탈수기 선정 등을 만족시켜야 하며 개량화가 결국 이런 변수들의 최적화를 위한 방법이라고 할 수 있다.
슬러지의 성질 개량은 슬러지의 입자의 크기를 증대시켜 고액분리를 촉진하여 농축이나 탈수가 잘 되도록 하기 위한 것으로서, 이때 슬러지의 개량에 중요한 영향을 미치는 인자로는 큰 표면적과 화학적으로 많은 영향을 차지하는 미세한 슬러지 입자들이다.
상기 탈수개량제는 자연건조된 폐굴껍질을 850~950℃의 전기로에 넣고 1.5~2.5시간 동안 소성반응시킨 후, 소성된 폐굴껍질(CWOS)을 방냉시키고, 다음으로 볼밀(ballmill)로 분쇄하여 200mesh인 체로 선별하는 과정과,
상기 소성시킨 폐굴껍질 분말과 증류수를 1:4 중량비율로 혼합한 후, 5~8시간 동안 가열하여 Ca(OH)2의 형태로 전환하는 폐굴껍질의 수화반응 과정과,
상기 수화반응시킨 폐굴껍질 분말과 황토 분말을 6:4~9:1로 혼합하는 과정을 거쳐 제조한다.
상기 탈수개량제와 슬러지의 배합비율은 슬러지 100 중량부를 기준으로 하여, 탈수개량제를 1~3중량부로 사용한다.
상기 탈수개량제는 SiO2 8.13wt%; Al2O3 12.56wt%; Fe2O3 1.53wt%; MnO 0.06wt%; MgO 0.63wt%; CaO 53.17wt%; Na2O 0.76wt%; K2O 0.43wt%; TiO2 0.18wt%; P2O5 0.21wt%의 성분 조성을 갖는 것으로서, 알칼리 금속 성분이 고르게 다량 함유되어 있고, 표면이 다공성이라 응집제로서의 기능성이 뛰어나 탈수효율을 높일 수 있도록 한다.
상기 폐굴껍질의 주성분은 탈수개량제로서 적용가능한 알카리성 금속이온인 Ca(37.8%)로 구성되어 있으며, 이와 같은 폐굴껍질을 가공 처리한 생석회나 소석회는 하·폐수처리장의 응집제, 산성폐수의 중화제, 중금속 흡착제 등으로 이용되고 있다. 본 발명에서 사용하는 폐굴껍질의 화학적 조성을 살펴보면, Al2O3 2.37wt%; Fe2O3 0.38wt%; MnO 0.02wt%; MgO 0.48wt%; CaO 55.43wt%; Na2O 1.35wt%; K2O 0.42wt%; TiO2 0.04wt%; P2O5 0.39wt%;로 조성된다
상기 황토는 벌집형구조(honeycombed)를 가지며 탄산칼슘에 의해 느슨하게 고결되어 있어서, 공극율이 50~55%에 이른다. 그 크기는 0.02~0.05mm이고 조립질과 중립질의 먼지를 포함하며 점토크기 이하의 입자의 함유정도는 보통 5~10%이다. 황토는 크게 5가지로 분류하며 사질황토일수록 공극율이 증가하고(60%), 점토지로항토로 갈수록 Kaolinte, illite, Montmorillonite와 같은 점토광물들이 우세하게 포함된다.
상기 황토는 볼밀(Ball mill)로 분쇄하여 입경 200mesh인 체로 선별하여 건조오븐(Dry oven)에서 100~110℃로 20~25시간 동안 증발, 건조시킨 후 수분이 흡습하지 않도록 데시케이터에 보관하면서 사용한다. 본 발명에서 사용되는 황토의 성분 조성은 SiO2 45.3wt%; Al2O3 22.1wt%; Fe2O3 12.8wt%; MnO 0.4wt%; MgO 1.3wt%; CaO 2.wt%7; Na2O 0.7wt%; K2O 1.1wt%; TiO2 1.3wt%; P2O5 0.1wt%이다.
상기 탈수개량제 주입부(20)를 거친 슬러지는 탈수보조제 주입부(30)로 이송되어 폐활성탄을 주입하게 된다.
이때 폐활성탄의 주입량은 탈수개량제를 포함하는 슬러지의 전체 중량 100중량부에 대해 1~1.5중량부의 비율로 첨가한다.
상기 폐활성탄은 증류수로 수회 세척하여 불순물을 제거한 후 24시간 자연건조하고, 자연건조된 폐활성탄을 먼저 Ball Mill로 분쇄한 후, 파쇄한 폐활성탄을 200mesh sieve(75㎛)로 선별하여 통과시킨다.
그리고 상기 Sieve로 선별된 폐활성탄은 Dry oven에서 105℃를 유지하면서 24기간 증발건조한 것을 사용한다.
상기 탈수보조제 주입부(30)를 거친 슬러지는 슬러지농축부(40)로 이송된다.
상기 슬러지농축부(40)는 중력농축, 부상농축, 원심분리농축, 중력 벨트 농축, 회전 드럼(Rotary Drum) 농축 중 선택되는 어느 1종 이상의 농축장치가 설치되어 이루어진다. 구체적인 예로서 다중원판형(Disk Type) 농축기를 사용할 수 있다.
슬러지의 최종적인 처리목적은 슬러지를 고액분리하여, 배출되는 슬러지의 고형물 농도를 높이고, 슬러지의 함수율을 낮춰 제거하는 것이다. 이때 사용하는 것이 농축장치로서 최종적인 슬러지 탈수공정 전단계에서 슬러지로부터 액체의 일부를 제거하여 슬러지의 고형물질 함유량을 높이기 위해 사용한다.
구체적인 예를 들자면, 폐활성슬러지는 대개 2차 침전지에서 배출되는데 고형물질 함유량이 0.8%정도이다. 이를 고형물질의 함유량을 4%까지 농축하여 슬러지 부피를 1/5로 줄인다.
상기 슬러지농축부(40)에서 슬러지 농축과정을 거친 슬러지는 최종적으로 탈수부(50)로 이송되어 탈수과정을 거치게 된다.
슬러지 탈수는 탈수장치에 따라 다소 차이는 있지만, 응집제의 선정, 주입량 그리고 교반 강도 등의 화학적 조건 및 수리학적조건에 의해 영향을 받는다.
슬러지 탈수를 위한 탈수공법은 크게 자연적인 공법과 기계적인 공법으로 구분되는데, 자연적 공법에는 모래건조상법과 라군법이 있고, 기계적인 공법에는 진공흡인력을 이용한 진공여과기(Vacuum Filter), 여과막에 압력을 가한 가압탈수기(Pressure Filter Press), 원심력을 이용한 원심분리기(Centrifuges), Belt의 압착압력을 이용한 벨트프레스 탈수기(Belt Press Filter) 등이 있다.
본 발명에서는 슬러지 전처리과정을 통해 일반적인 탈수공법을 적용하더라도 효과적으로 탈수가 이루어질 수 있으며, 또한 슬러지 개량제의 투입, 농축과정을 거쳐 탈수율을 극대화시킬 수 있도록 탈수 시스템을 이루고 있으므로, 최종적인 탈수공법에 있어서는 현장 여건에 맞게 자연적인 공법 또는 기계적인 공법을 선정하여 탈수공정을 진행할 수 있다.
상기 농축기에 맞춘 탈수장치의 구성 예로는, 다중원판형농축기 + BELT PRESS 탈수기로 구성할 수 있다. 즉, BELT PRESS 탈수기 전단에 다중원판형(Disk Type) 농축기를 설치하여, 농축과정을 거쳐 최종적인 탈수를 이룸으로써, 농축기를 사용하기 전과 비교하여 볼 때 유입슬러지의 유량의 증대효과를 가져온다.
기존 Screw-Press Type의 탈수장치는 중력과 Screw의 압입압력을 이용해서 농축·탈수하는 장치로 응집처리된 슬러지를 Screw 날개의 이송작용에 의하여 배압판쪽으로 이송되어 여러 개의 타공(직경: 0.5~2mm)이 있는 원통의 Screen과 Screw 사이의 단면적이 탈수케익 배출구에 가까울수록 작아져 슬러지는 서서히 보다 큰 압력을 받아 압착되고 출구부 배압판에서 다시 고압으로 압착된 후 배출된다.
탈수 여액은 Screen을 통과해 유출되지만 슬러지 입자가 구멍에 Brige를 형성하기 때문에 Screen 간격보다 작은 입자라도 쉽게 유출되지 않고, 슬러지의 성상·탈수 속도에 따라서 Screw의 회전속도를 0.1~2rpm 정도로 조절할 수 있기 때문에 무리가 없는 탈수가 된다.
본 발명에 따른 탈수시스템은 최종적인 탈수단계에서 탈수효율을 극대화시킬 수 있도록 탈수 시스템을 구축함으로써, 기존 방식에 비해 함수율을 최소화하여 슬러지 감량화에 뛰어난 기능성이 있어 산업상 이용가능성이 크다.
1 : 탈수시스템
10: 슬러지전처리부
20: 탈수개량제 주입부
30: 탈수보조제 주입부
40: 슬러지농축부
50: 탈수부

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  5. 슬러지 전처리단계; 전처리과정을 마친 슬러지에 탈수개량제를 주입하는 단계; 탈수개량제를 주입한 슬러지에 탈수보조제를 주입하는 단계; 슬러지 농축단계; 농축된 슬러지를 탈수하는 단계를 거쳐 이루어지는 슬러지 탈수방법에 있어서,

    상기 슬러지 탈수방법은 슬러지에 0.05mg NaOH/mg SS를 주입하여 pH를 11로 만든 후, 온도를 75~85℃로 하여 2~3시간 동안 열·알칼리 병합으로 슬러지를 전처리하는 단계와,
    전처리 과정을 마친 슬러지 100중량부에 대하여,
    자연건조된 폐굴껍질을 850~950℃의 전기로에 넣고 1.5~2.5시간 동안 소성반응시킨 후, 소성된 폐굴껍질(CWOS)을 방냉시키고, 다음으로 볼밀(ballmill)로 분쇄하여 200mesh인 체로 선별한 다음, 상기 소성시킨 폐굴껍질 분말과 증류수를 1:4 중량비율로 혼합한 후, 5~8시간 동안 가열하여 Ca(OH)2의 형태로 전환하는 폐굴껍질의 수화반응 과정을 거친 후, 상기 수화반응시킨 폐굴껍질 분말과 황토 분말을 6:4~9:1로 혼합하여 제조된 탈수개량제 1~3중량부를 주입하는 단계와,
    상기 탈수개량제를 주입한 슬러지 100중량부에 대하여,
    증류수로 수회 세척하여 불순물을 제거한 후 24시간 자연건조하고, 자연건조된 폐활성탄을 먼저 Ball Mill로 분쇄한 후, 파쇄한 폐활성탄을 200mesh sieve(75㎛)로 선별하여 통과시키고,
    상기 Sieve로 선별된 폐활성탄을 Dry oven 에서 105℃를 유지하면서 24시간 증발건조한 폐활성탄인 탈수보조제 1~1.5중량부를 주입하는 단계와,
    농축기를 통해 상기 탈수보조제를 주입한 슬러지에 포함되어 있는 액체의 일부를 제거하고, 고형물질 함유량을 높이는 슬러지 농축단계와,
    상기 농축기 후단에 탈수기를 설치하여, 상기 농축된 슬러지를 최종적으로 탈수하는 단계를 거쳐 이루어지는 것임을 특징으로 하는 폐자원을 활용하여 슬러지의 탈수 기능을 향상시키는 탈수방법.
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