KR20150078023A - Manufacturing Method and Apparatus of Porous Carrier for Solidifying agent - Google Patents

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KR20150078023A
KR20150078023A KR1020130167060A KR20130167060A KR20150078023A KR 20150078023 A KR20150078023 A KR 20150078023A KR 1020130167060 A KR1020130167060 A KR 1020130167060A KR 20130167060 A KR20130167060 A KR 20130167060A KR 20150078023 A KR20150078023 A KR 20150078023A
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Abstract

The present invention relates to a manufacturing method and a manufacturing apparatus of a porous carrier for a solidifying agent and, more specifically, to a manufacturing method of a porous carrier for manufacturing a sludge solidifying agent using novel paper mill sludge, which is capable of neutralizing strong alkali generated with respect to contact of a solidified product with water and neutralizing ammonia generated from sewage sludge with sustained release by mixing paper mill sludge and a porous material carried with an acid solution instead of CaO. According to the present invention, provided are a manufacturing method of a porous carrier for a solidifying agent and a manufacturing apparatus thereof, which comprises a mixing step for manufacturing a sulfur-carried porous alumina as mixing sulfur with porous alumina as an aluminum oxide.

Description

고화제용 다공성 담체 제조 방법 및 그 제조 장치{Manufacturing Method and Apparatus of Porous Carrier for Solidifying agent}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a porous carrier for a solidifying agent,

본 발명은 고화제용 다공성 담체의 제조 방법 및 그 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 CaO 대신 산성용액이 담지된 다공성 물질과 제지 슬러지를 혼합시킴으로써 물과 고화물의 접촉에 따라 발생하는 강염기 물질을 중화시킬 수 있으며, 더 나아가 하수 슬러지로부터 발생하는 암모니아를 서방성으로 중화시킬 수 있는 새로운 제지 슬러지를 이용한 슬러지 고화제를 제조하기 위한 다공성 담체의 제조 방법 및 그 제조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a process for producing a porous carrier for a solidifying agent and an apparatus for producing the same, and more particularly to a process for producing a porous carrier for a solidifying agent by mixing a porous material carrying an acidic solution and paper sludge instead of CaO, The present invention also relates to a method for manufacturing a porous carrier for manufacturing a sludge solidifying agent using the new paper sludge capable of neutralizing ammonia generated from sewage sludge in a sustained manner.

근래에 유기성 슬러지가 대량 발생되는 바, 예를 들어 하수슬러지는 하수종말처리장에서 생활하수를 정화하고 남는 미생물 등의 사체로 이루어진 유기성 슬러지로서 탈수기에 의한 탈수처리 후에도 함수율이 약 80~90%에 달하는 대표적인 고함수 물질로서, 종래에는 해양투기, 매립 등의 방법으로 처리되어 왔다.In recent years, for example, a large amount of organic sludge is generated. For example, sewage sludge is an organic sludge composed of a carcass such as a microorganism that purifies domestic sewage in a sewage end treatment plant. Even after dehydration treatment by a dehydrator, the water content reaches about 80 to 90% As a representative high-function material, conventionally, it has been treated by methods such as marine dumping and landfilling.

일례로 현재 하루에 약 8,000t 이상 배출되고 있는 생활하수 슬러지는 2003년 7월부터 일반 쓰레기 매립장 처리가 금지되었고, 가장 처리하기가 용이했던 해양투기마저 런던 협약에 의해 2011년 말까지만 제한적으로 허용되고 있다.For example, domestic sewage sludge, which is currently discharging more than 8,000 t a day, has been banned from general landfill sites since July 2003, and marine dumping, which was the easiest to deal with, was only allowed until the end of 2011 by the London Convention have.

현재 수도권 매립지를 비롯한 대구, 부산, 제주 등에서 하수슬러지를 고화처리하여 일일 및 중간 복토재로 사용할 수 있는 인공토양을 제조하는 처리시설을 가동하고 있으며, 이와 관련하여 수분이 많은 슬러지의 고화처리가 이루어지고 있으나, 설비 가동성, 인공토양의 품질 등의 측면에서 우수한 고화제의 개발이 시급히 필요한 실정이다.At present, the sewage sludge is solidified in Daegu, Busan and Jeju including the landfill in the metropolitan area, and a processing facility for manufacturing artificial soil that can be used as daily and intermediate cover materials is being operated. In this connection, the water sludge is solidified However, it is urgently necessary to develop solidifying agents excellent in terms of facility operationability, artificial soil quality, and the like.

종래의 하수슬러지 고화제의 연구는 생석회, 시멘트 등의 강알칼리성 재료를 주로 사용함에 따라 설비에 고착되는 등 설비가동성의 문제, 악취 발생 및 재슬러리화 등 품질의 문제점을 야기하였으며, 이를 해결하기 위한 기술로, 산화칼슘을 이용하는 한국 공개특허 10-2013-0033532가 개시되어 있다. 하지만, 이 경우에도 하수 슬러지로부터의 발생하는 암모니아에 의한 악취와, 물과의 접촉에 따른 CaO의 강염기화 등의 문제가 여전히 해결되지 않고 있다. Conventional sewage sludge solidifying agents have been used mainly in strong alkaline materials such as quicklime and cement, and they have been adhered to facilities, resulting in quality problems such as problems of homogeneity, odor generation and re-slurrying. Korean Patent Laid-Open No. 10-2013-0033532 discloses a technique for using calcium oxide as a technique for producing a silicon oxide film. However, even in this case, the problem of ammonia generated from the sewage sludge and strong basification of CaO due to contact with water are still not solved.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 강염기를 중화시키며, 고화 후 발생하는 암모니아 가스를 효과적으로 저감시킬 수 있는 고화제를 제조하기 위한 다공성 담체의 제조 방법 및 그 제조 장치를 제공하는 것이다 .SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a porous carrier for neutralizing a strong base and capable of effectively reducing the ammonia gas generated after solidification, and an apparatus for manufacturing the porous carrier.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면,According to an aspect of the present invention,

다공성 알루미나(산화알루미늄)과 황산을 혼합하여 황산이 담지된 다공성 알루미나를 제조하는 혼합 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고화제용 다공성 담체의 제조 방법이 제공된다.And mixing the porous alumina (aluminum oxide) with sulfuric acid to produce a porous alumina carrying sulfuric acid.

상기 다공성 알루미나의 비표면적은 50 내지 400㎡/g일 수 있다.The specific surface area of the porous alumina may be 50 to 400 m < 2 > / g.

상기 혼합 단계에서 상기 황산은 상기 다공성 알루미나 중량 100% 대비 5 내지 30 중량 %일 수 있다.In the mixing step, the sulfuric acid may be 5 to 30% by weight based on 100% by weight of the porous alumina.

상기 혼합 단계에서 상기 황산은 상기 다공성 알루미나 중량 100% 대비 25 중량%일 수 있다.In the mixing step, the sulfuric acid may be 25 wt% based on 100 wt% of the porous alumina.

상기 고화제용 다공성 담체의 제조 방법은 상기 혼합 단계에서 생성된 부산물에 대해 산중화를 수행하는 산중화 단계를 더 포함할 수 있다.The manufacturing method of the porous carrier for solidifying agent may further include an acid neutralization step of performing acid neutralization with respect to the byproduct produced in the mixing step.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면,According to another aspect of the present invention, in order to achieve the above object of the present invention,

다공성 알루미나(산화알루미늄)과 황산을 혼합하여 황산이 담지된 다공성 알루미나를 제조하는 혼합기를 포함하는 것을 특징으로 하는 고화제용 다공성 담체의 제조 장치가 제공된다.There is provided an apparatus for manufacturing a porous carrier for a solidifying agent, which comprises a mixer for mixing porous alumina (aluminum oxide) with sulfuric acid to produce porous alumina carrying sulfuric acid.

상기 다공성 알루미나의 비표면적은 50 내지 400㎡/g일 수 있다.The specific surface area of the porous alumina may be 50 to 400 m < 2 > / g.

상기 황산은 상기 다공성 알루미나 중량 100% 대비 5 내지 30 중량 %일 수 있다.The sulfuric acid may be 5 to 30% by weight based on 100% by weight of the porous alumina.

상기 황산은 상기 다공성 알루미나 중량 100% 대비 25 중량%일 수 있다.The sulfuric acid may be 25 wt% based on 100 wt% of the porous alumina.

상기 고화제용 다공성 담체의 제조 장치는 상기 혼합기에서 생성된 부산물에 대한 산중화를 수행하는 산중화부를 더 포함할 수 있다.
The apparatus for producing a porous carrier for a solidifying agent may further include an acidifying unit for performing acid neutralization on the by-product produced in the mixer.

본 발명에 따른 제조 방법과 제조 장치에 의해 다공성 담체를 이용하여 제조된 고화제는 황산과 같은 산성 용액이 담지된 다공성 물질인 알루미나와, 제지 슬러지를 함께 포함한다. 특히 본 발명에서는 이러한 알루미나 표면으로부터 담지된 산성용액은, 고화제로부터 발생하는 강염기 물질을 중화하며, 아울러 하수슬러지로부터 발생하는 암모니아 등의 악취 물질을 중화시킨다. 특히 본 발명에 따른 고화제는 황산과 같은 산용액을 담지하는 다공성 담체를 사용하여 지속적인 산용액의 배출을 유도하며, 더 나가 고화를 촉진하는 물질로서, 상기 산용액과 동일한 종류의 음이온과 칼슘이 결합된 물질을 상기 다공성 담체와 함께 사용한다. 이로써 하수슬러지와 혼합된 다공성 담체 함유 고화제는 물과의 반응에 따라 SO4-2와 같은 음이온 기능지를 방출시키며, 상기 음이온 기능기는 암모니아와 같은 악취 물질을 포획하여, 악취를 저감시킨다.The solidifying agent prepared using the porous carrier by the manufacturing method and the manufacturing apparatus according to the present invention together with alumina, which is a porous material carrying an acidic solution such as sulfuric acid, and paper sludge. In particular, in the present invention, the acidic solution supported from the alumina surface neutralizes the strong base material generated from the solidifying agent, and also neutralizes odorous substances such as ammonia generated from the sewage sludge. In particular, the solidifying agent according to the present invention uses a porous carrier carrying an acid solution such as sulfuric acid to induce the discharge of a continuous acid solution, and further promotes solidification, wherein anion and calcium of the same kind as the acid solution A combined material is used with the porous carrier. Thus, the porous carrier-containing solidifying agent mixed with the sewage sludge releases anion functional groups such as SO4-2 according to the reaction with water, and the anionic functional group captures odorous substances such as ammonia to reduce odor.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고화제용 다공성 담체의 제조 방법이 적용되는 공정과 제조 장치를 개략적으로 도시한 공정도로서, 다공성 담체를 이용한 고화제의 제조 공정이 함께 도시되어 있다.
도 2는 현재 납품중이며, CaO를 고화제로 이용한 고화물(비교예)과, 본 발명에 따른 고화제 제조 장치에 의해 제조된 고화제를 이용한 고화물(실시예)의 pH 및 암모니아 농도 측정 결과이다.
도 3은 시간 경과에 따른 pH, 암모니아 농도 및 함수율 변화를 측정한 결과이다.
도 4는 본 발명에 따른 고화물의 재슬러리화를 실험하고, 그 결과를 촬영한 이미지이다.
FIG. 1 is a process diagram schematically showing a process and a manufacturing apparatus to which a method for manufacturing a porous carrier for a solidifying agent according to an embodiment of the present invention is applied, together with a manufacturing process of a solidifying agent using the porous carrier.
Fig. 2 shows the results of measurement of pH and ammonia concentration of a solid product (comparative example) using CaO as a solidifying agent and a solid product (example) using a solidifying agent prepared by the solidifying agent manufacturing apparatus according to the present invention to be.
FIG. 3 shows the results of measurement of changes in pH, ammonia concentration and water content over time.
FIG. 4 is an image of the reslurrying of the solidified material according to the present invention and photographing the result. FIG.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로서, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. However, the present invention can be implemented in various different forms, and is not limited to the embodiments described. In order to clearly describe the present invention, parts that are not related to the description are omitted, and the same reference numerals in the drawings denote the same members.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고화제용 다공성 담체의 제조 방법이 적용되는 공정과 제조 장치를 개략적으로 도시한 공정도로서, 다공성 담체를 이용한 고화제의 제조 공정이 함께 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고화제용 다공성 담체 제조 장치(110)는 혼합기(111)와 산중화부(112)를 구비한다. 혼합부(110)에서는 고화제용 다공성 담체인 황산이 담지된 다공성 알루미나가 제조된다. 혼합기(111)는 다공성 알루미나(산화알루미늄) 80 중량%와 황산 20 중량%를 혼합하여, 황산이 담지된 다공성 알루미나를 제조한다. 황산이 담지된 다공성 알루미나 외의 나머지 부산물은 산중화부(112)로 제공되어서 중화된다. 다공성 알루미나는 비표면적이 50 내지 400㎡/g이며, 상기 황산은 상기 다공성 알루미나 중량 100% 대비 5 내지 30%까지 함유된다. 만약 상기 다공성 알루미나의 비표면적이 상기 수치 범위 미만이면, 충분한 황산의 담지가 어렵고 상기 수치 범위 초과이면 비경제적이고, 충분한 서방 효과를 기대하기 어렵다. 또한 황산이 상기 수치 범위 미만이면 암모니아 포획 및 강염기 중화를 기대하기 어렵고, 상기 수치 초과이면 비경제적이다.
FIG. 1 is a process diagram schematically showing a process and a manufacturing apparatus to which a method for manufacturing a porous carrier for a solidifying agent according to an embodiment of the present invention is applied, together with a manufacturing process of a solidifying agent using the porous carrier. Referring to FIG. 1, an apparatus 110 for manufacturing a porous carrier for a solidifying agent according to an embodiment of the present invention includes a mixer 111 and an acidifier unit 112. In the mixing portion 110, porous alumina carrying a sulfuric acid which is a porous carrier for a solidifying agent is produced. The mixer 111 mixes 80% by weight of porous alumina (aluminum oxide) and 20% by weight of sulfuric acid to prepare porous alumina carrying sulfuric acid. The remaining by-products other than the porous alumina bearing the sulfuric acid are supplied to the acidifying unit 112 to be neutralized. The porous alumina has a specific surface area of 50 to 400 m 2 / g, and the sulfuric acid is contained in an amount of 5 to 30% of the porous alumina weight 100%. If the specific surface area of the porous alumina is less than the above-mentioned range, it is difficult to support sufficient sulfuric acid, and if the specific surface area exceeds the above range, it is uneconomical and it is difficult to expect a sufficient sustained effect. If sulfuric acid is less than the above-mentioned range, ammonia trapping and strong base neutralization are unlikely to be achieved.

고화제용 다공성 담체 제조 장치(110)에서 제조된 고화제용 다공성 담체는 고화제 제조부(120)로 공급되어서 고화제 제조에 이용된다. 고화제 제조부(120)는 혼합기(121)를 구비한다. 혼합부(120)에서는 고화제용 다공성 담체 제조 장치(110)에서 제조된 고화제용 다공성 담체인 황산이 담지된 다공성 알루미나와 제지슬러지 소각제를 이용하여 고화제가 제조된다. 혼합기(121)는 다공성 담체 제조 방치(110)에서 제조된 황산이 담지된 다공성 알루미나와, 소석고(CaSO4)와, 제지슬러지 소각제를 함께 혼합한다. 이때, 각각의 비율은 제지슬러지 70 내지 90 중량%(더욱 바람직하기로는 77 중량%); 황산이 담지된 다공성 알루미나 10 내지 25 중량%(더욱 바람직하기로는 20 중량%); 및 소석고인 CaSO4 3 내지 10 중량%(더욱 바람직하기로는 3 중량%)이었다. 제2 혼합부(120)를 통해 제조된 고화제는 제품 사이로(silo)(130)에 저장된다.
The porous carrier for a solidifying agent manufactured in the porous carrier manufacturing apparatus for solidifying agent (110) is supplied to the solidifying agent producing unit (120) and used for producing a solidifying agent. The solidifying agent manufacturing section 120 has a mixer 121. In the mixing part 120, the solidifying agent is prepared using the porous alumina supported with sulfuric acid, which is a porous carrier for the solidifying agent, manufactured by the porous carrier manufacturing apparatus for solidifying agent 110, and the paper sludge incinerator. The mixer 121 mixes together the sulfuric acid-supported porous alumina, calcite (CaSO4), and paper sludge incinerator produced in the porous carrier manufacturing stand 110. At this time, the respective ratios are 70 to 90 wt% (more preferably, 77 wt%) of the paper sludge; 10 to 25% by weight (more preferably 20% by weight) of porous alumina supported with sulfuric acid; And 3 to 10% by weight (more preferably 3% by weight) of calcite CaSO4. The solidifying agent produced through the second mixing section 120 is stored in the silo 130.

도 1에 도시된 공정도를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고화제용 다공성 담체의 제조 방법은, 다공성 알루미나와 황산을 혼합하여 황산이 담지된 다공성 알루미나를 제조하는 혼합 단계를 포함한다. 다공성 알루미나와 황산을 혼합하여 황산이 담지된 다공성 알루미나를 제조하는 혼합 단계는 도 1에 도시되고 위에서 상세히 설명된 혼합기(111)에서 수행된다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 고화제용 다공성 담체의 제조 방법은, 상기 혼합 단계에 더하여, 부산물에 대한 산중화를 실시하는 산중화 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 산중화 단계는 도 1에 도시되고 위에서 설명된 산중화부(112)에 의해 수행된다.
Referring to the process diagram shown in FIG. 1, a method of manufacturing a porous carrier for a solidifying agent according to an embodiment of the present invention includes mixing a porous alumina with sulfuric acid to produce porous alumina bearing sulfuric acid. The mixing step of mixing porous alumina and sulfuric acid to produce sulfuric acid-supported porous alumina is performed in the mixer 111 shown in FIG. 1 and described in detail above. In addition, the method for producing a porous carrier for a solidifying agent according to an embodiment of the present invention may further include an acid neutralization step for performing acid neutralization of a by-product in addition to the mixing step. The acid neutralization step is performed by the acidification unit 112 shown in FIG. 1 and described above.

본 발명에 따른 고화제는 황산과 같은 산성 용액이 담지된 다공성 물질인 알루미나와, 제지 슬러지를 함께 포함한다. 특히 본 발명에서는 이러한 알루미나 표면으로부터 담지된 산성용액은, 고화제로부터 발생하는 강염기 물질을 중화하며, 아울러 하수슬러지로부터 발생하는 암모니아 등의 악취 물질을 중화시킨다. 특히 본 발명에 따른 고화제는 황산과 같은 산용액을 담지하는 다공성 담체를 사용하여 지속적인 산용액의 배출을 유도하며, 더 나아가 고화를 촉진하는 물질로서, 상기 산용액과 동일한 종류의 음이온과 칼슘이 결합된 물질을 상기 다공성 담체와 함께 사용한다. 이로써 하수슬러지와 혼합된 다공성 담체 함유 고화제는 물과의 반응에 따라 SO4-2와 같은 음이온 기능지를 방출시키며, 상기 음이온 기능기는 암모니아와 같은 악취 물질을 포획하여, 악취를 저감시킨다. The solidifying agent according to the present invention includes alumina, which is a porous material carrying an acidic solution such as sulfuric acid, and paper sludge together. In particular, in the present invention, the acidic solution supported from the alumina surface neutralizes the strong base material generated from the solidifying agent, and also neutralizes odorous substances such as ammonia generated from the sewage sludge. Particularly, the solidifying agent according to the present invention induces the continuous discharge of an acid solution by using a porous carrier carrying an acid solution such as sulfuric acid, and further promotes solidification, wherein anion and calcium of the same kind as the acid solution A combined material is used with the porous carrier. Thus, the porous carrier-containing solidifying agent mixed with the sewage sludge releases anion functional groups such as SO4-2 according to the reaction with water, and the anionic functional group captures odorous substances such as ammonia to reduce odor.

본 발명에 따른 고화제는 제지슬러지를 이용한 것으로, 제지슬러지 70-90중량%; 산용액이 담지된 다공성 담체 10 내지 25 중량%; 및 소석고 3 내지 10중량%로 이루어지며, 본 발명의 일 실시예에서 상기 다공성 담체는 다공성 알루미나, 상기 산용액은 황산, 상기 소석고는 CaSO4이었다. 즉, 상기 다공성 알루미나에 담지된 황산은 고화물의 pH를 저감시키며, 더 나아가, 황산과 고화를 촉진시키는 기능의 소석고의 SO42-는 암모니아와 반응하여 암모니아와 결합, 이를 수화시켜 냄새를 저감시킨다. The solidifying agent according to the present invention uses papermaking sludge, which comprises 70-90 wt% of paper sludge; 10 to 25% by weight of a porous carrier carrying an acid solution; And 3 to 10 wt% of calcined gypsum. In one embodiment of the present invention, the porous carrier is porous alumina, the acid solution is sulfuric acid, and the calcined gypsum is CaSO4. That is, the sulfuric acid supported on the porous alumina lowers the pH of the solid matter, further, the SO42- of the calcined gypsum which functions to accelerate the sulfuric acid and the solidification, reacts with ammonia and bonds with ammonia and hydrates it to reduce odor.

본 발명에 따른 고화제의 다공성 담체인 다공성 알루미나는 비표면적이 50 내지 400㎡/g이며, 상기 황산은 상기 다공성 알루미나 중량 100% 대비 5 내지 30%까지 함유된다. 만약 상기 다공성 알루미나의 비표면적이 상기 수치 범위 미만이면, 충분한 황산의 담지가 어렵고 상기 수치 범위 초과이면 비경제적이고, 충분한 서방 효과를 기대하기 어렵다. 또한 황산이 상기 수치 범위 미만이면 암모니아 포획 및 강염기 중화를 기대하기 어렵고, 상기 수치 초과이면 비경제적이다. The porous alumina as the porous carrier of the solidifying agent according to the present invention has a specific surface area of 50 to 400 m 2 / g, and the sulfuric acid is contained in an amount of 5 to 30% based on 100% by weight of the porous alumina. If the specific surface area of the porous alumina is less than the above-mentioned range, it is difficult to support sufficient sulfuric acid, and if the specific surface area exceeds the above range, it is uneconomical and it is difficult to expect a sufficient sustained effect. If sulfuric acid is less than the above-mentioned range, ammonia trapping and strong base neutralization are unlikely to be achieved.

이하 실시예 및 실험예로 본 발명을 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples and Experimental Examples.

실시예Example

본 발명의 일 실시예에서 고화제는 먼저 전주 공장에서 생산되는 다공성 알루미나(산화알루미늄) 80 중량%와 황산 20 중량%를 혼합하여, 황산이 담지된 다공성 알루미나를 제조하였다. In one embodiment of the present invention, the solidifying agent is prepared by mixing 80 wt% of porous alumina (aluminum oxide) produced in Jeonju factory with 20 wt% of sulfuric acid to form porous alumina bearing sulfuric acid.

이후 상기 제조된 다공성 알루미나를 소석고(CaSO4)와 제지슬러지 소각제에 함께 혼합하였는데, 이때 비율은 제지슬러지 77 중량%; 황산이 담지된 다공성 알루미나 20 중량%; 및 소석고인 CaSO4 3 중량%이었다.
Then, the porous alumina thus prepared was mixed together with calcined kaolin (CaSO4) and paper sludge incinerator at a ratio of 77 wt% of paper sludge; 20 wt% of porous alumina supported with sulfuric acid; And 3% by weight of calcite CaSO4.

실험예Experimental Example

도 2는 현재 납품중이며, CaO를 고화제로 이용한 고화물(비교예)과, 본 발명에 따른 고화제를 이용한 고화물(실시예)의 pH 및 암모니아 농도 측정 결과이다.Fig. 2 shows the results of measurement of pH and ammonia concentration of the solid product (Comparative Example) using CaO as a solidifying agent and the solid product (Example) using the solidifying agent according to the present invention at present.

도 2의 결과를 참조하면, 본 발명에 따른 고화제의 경우 pH는 비교예보다 1.74 정도 낮아졌으며, 암모니아 농도는 기존 제품에 비하여 무려 23.0% 내지 57.5% 수준으로 크게 감소되었다. 또한 수분 및 재슬러화는 기존 제품과 동등한 수준이었다. 2, the pH of the solidifying agent according to the present invention was lowered by about 1.74 compared to the comparative example, and the ammonia concentration was greatly reduced to 23.0% to 57.5% as compared with the conventional product. In addition, moisture and jaslerization were equivalent to those of existing products.

따라서, 본 발명에 따른 고화제는 기존 고화제의 장점을 그대로 유지하면서, 동시에 황산 담지 알루미나와 소석고의 음이온 기능기를 이용, 암모니아를 효과적으로 포획하여 저감시켜면서, 동시에 pH 또한 크게 낮출 수 있다. 또한 황산과 염기성 물질과의 중화에 따라 소모되는 프로톤에 대하여, SO42-를 소석고로부터 배출하여 당량을 유지함으로 산성 용액으로부터의 프로톤 배출을 지속적으로 유도할 수 있다. Therefore, the solidifying agent according to the present invention can effectively capture ammonia by using the anion functional group of sulfuric acid-supported alumina and zeolite, while simultaneously maintaining the advantages of the existing solidifying agent, while simultaneously lowering the pH significantly. In addition, proton emission from acidic solution can be continuously induced by releasing SO42- from the calcite and keeping the equivalence of the proton consumed by neutralization of sulfuric acid and basic substance.

본 발명의 일 실시예에 따른 고화제를 이용한 하수 슬러지의 고화 방법은, 본 발명에 따른 고화제 10 내지 20 중량부를 하수 슬러지에 100 중량부에 혼합하는 단계; 및 상기 혼합하는 단계의 혼합물을 양생시켜 고화물을 형성하는 단계로 이루어지며, 본 발명에 따른 고화제는 상기 혼합 단계 이후 공정에서 고화제로 인한 강알칼리 조건이 형성되어 하수슬러지 내에 용존 암모니아가 스트리핑되어 가스상의 암모니아로 방출되어 악취 민원 발생하는 문제를 효과적으로 해결할 수 있다. The method of solidifying sewage sludge using a solidifying agent according to an embodiment of the present invention comprises mixing 10 to 20 parts by weight of the solidifying agent according to the present invention in 100 parts by weight of sewage sludge; And a step of curing the mixture of the step of mixing and the step of curing the mixture to form a solidified material. The solidifying agent according to the present invention forms a strong alkaline condition due to the solidifying agent in the step after the mixing step and the dissolved ammonia is stripped in the sewage sludge It is possible to effectively solve the problem of emission of gaseous ammonia and generation of bad odor.

도 3은 시간 경과에 따른 pH, 암모니아 농도 및 함수율 변화를 측정한 결과이다. FIG. 3 shows the results of measurement of changes in pH, ammonia concentration and water content over time.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 고화제를 사용한 경우, 시간이 경과할수록 암모니아 저감 효과가 더욱 커지는 것을 알 수 있으며, 이는 본 발명에 따른 고화제가 지속적인 알칼리 중화 특성을 갖는 것을 의미한다. 더 나아가, 함수율 또한 16시간 후에는 증가하는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 3, when the solidifying agent according to the present invention is used, it is understood that the ammonia reducing effect becomes greater with time, which means that the solidifying agent according to the present invention has continuous alkali neutralizing properties. Furthermore, it can be seen that the water content also increases after 16 hours.

도 4는 본 발명에 따른 고화물의 재슬러리화를 실험하고, 그 결과를 촬영한 이미지이다. 도 4를 참조하면, 비교예와 실시예 모두 재슬러리화가 양호하게 이루어지는 것을 알 수 있다.
FIG. 4 is an image of the reslurrying of the solidified material according to the present invention and photographing the result. FIG. Referring to FIG. 4, it can be seen that both the comparative example and the embodiment are satisfactorily reslurried.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100 : 고화제 제조 장치
110 : 제1 혼합부
111 : 제1 혼합기
120 : 제2 혼합부
121 : 제2 혼합기
100: solidifying agent manufacturing apparatus
110: first mixing section
111: first mixer
120: second mixing section
121: Second Mixer

Claims (10)

다공성 알루미나(산화알루미늄)과 황산을 혼합하여 황산이 담지된 다공성 알루미나를 제조하는 혼합 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고화제용 다공성 담체의 제조 방법.And mixing the porous alumina (aluminum oxide) with sulfuric acid to produce a porous alumina carrying sulfuric acid. 청구항 1에 있어서,
상기 다공성 알루미나의 비표면적은 50 내지 400㎡/g인 것을 특징으로 하는 제지슬러지를 이용한 고화제용 다공성 담체의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the specific surface area of the porous alumina is 50 to 400 m < 2 > / g.
청구항 1에 있어서,
상기 혼합 단계에서 상기 황산은 상기 다공성 알루미나 중량 100% 대비 5 내지 30 중량 %인 것을 특징으로 하는 고화제용 다공성 담체의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the sulfuric acid in the mixing step is 5 to 30% by weight based on 100% by weight of the porous alumina.
청구항 1에 있어서,
상기 혼합 단계에서 상기 황산은 상기 다공성 알루미나 중량 100% 대비 25 중량%인 것을 특징으로 하는 고화제용 다공성 담체의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the sulfuric acid in the mixing step is 25 wt% based on 100 wt% of the porous alumina.
청구항 1에 있어서,
상기 혼합 단계에서 생성된 부산물에 대해 산중화를 수행하는 산중화 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고화제용 다공성 담체의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Further comprising an acid neutralization step of performing acid neutralization on the byproducts generated in the mixing step.
다공성 알루미나(산화알루미늄)과 황산을 혼합하여 황산이 담지된 다공성 알루미나를 제조하는 혼합기를 포함하는 것을 특징으로 하는 고화제용 다공성 담체의 제조 장치.And a mixer for mixing the porous alumina (aluminum oxide) and the sulfuric acid to produce the porous alumina carrying the sulfuric acid. 청구항 6에 있어서,
상기 다공성 알루미나의 비표면적은 50 내지 400㎡/g인 것을 특징으로 하는 제지슬러지를 이용한 고화제용 다공성 담체의 제조 장치.
The method of claim 6,
Wherein the specific surface area of the porous alumina is 50 to 400 m < 2 > / g.
청구항 6에 있어서,
상기 황산은 상기 다공성 알루미나 중량 100% 대비 5 내지 30 중량 %인 것을 특징으로 하는 고화제용 다공성 담체의 제조 장치.
The method of claim 6,
Wherein the sulfuric acid is 5 to 30% by weight based on 100% by weight of the porous alumina.
청구항 6에 있어서,
상기 황산은 상기 다공성 알루미나 중량 100% 대비 25 중량%인 것을 특징으로 하는 고화제용 다공성 담체의 제조 장치.
The method of claim 6,
Wherein the sulfuric acid is 25 wt% based on 100 wt% of the porous alumina.
청구항 6에 있어서,
상기 혼합기에서 생성된 부산물에 대한 산중화를 수행하는 산중화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고화제용 다공성 담체의 제조 장치.
The method of claim 6,
Further comprising an acidification unit for performing acid neutralization with respect to the by-products generated in the mixer.
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