하수슬러지의 에너지 자원화를 위한 마이크로파 건조특성 분석

국문 초록 (Abstract)

하수를 정화하는 과정에서 발생하는 슬러지는 과거 주로 매립되어 왔으나, 2003년 유기성 슬러지의 매립금지라는 폐기물 관리법이 개정됨에 따라 최근에는 주로 해양투기 되어왔다. 그러나 ‘런던협약 96의정서’에 의해 2011년부터 해양투기도 금지될 예정이어서, 세계 각국은 슬러지의 다양한 처리방법에 대해 노력하고 있다. 우리나라도 예외 없이, 하수슬러지의 합리적인 처리방법을 찾기 위해 현재 많은 전문가들이 노력하고 있으며, 그중 하나가 재생 에너지화이다. 슬러지의 재생 에너지화의 성패는 친환경적이고 경제적인 건조방법에 달려 있다 해도 과언이 아니다. 따라서 본 연구에서는 영동군에서 발생하고 있는 하수슬러지를 재생에너지화하기 위해, 슬러지의 화학적 특성을 분석하여 에너지화 가능성을 검토하고, 마이크로파를 물과 슬러지에 각각 조사하여 슬러지의 건조 특성과 효율성 등을 분석하였다. 그 결과, 영동군하수 슬러지는 중금속 성분이 매우 적고 열량이 3,370㎉/㎏ 이상으로 재생 에너지화하기에 적당함을 확인하였다. 또한, 마이크로파에 의한 슬러지 건조 특성을 분석한 결과, 슬러지 중량 대비 시간의 곡선은 투입 슬러지 량에 관계없이 늘어진 S자 형태의 거동특성을 보임은 물론 그 기울기가 일정함을 확인하였다. 또한, S 곡선을 변곡점 기준으로 세 영역으로 나눌 경우 두 번째 영역에서 건조가 가장 많이 일정하게 발생하며, 전체 건조량의 약 80% 이상임도 확인하였다. 본 결과는 향후 마이크로파를 이용한 full-scale 건조공정에서 투입 슬러지 대비 슬러지 건조량을 예측하는데 적용할 수 있다. 또한 본 실험 결과에 의하면, 마이크로파에 의한 건조능력이 약 1.0㎏/㎾ 이상을 보이고 있어 경제성도 갖고 있음을 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Wastewater sludge had normally filled up in land before revising the law of waste material management in 2003, which does not permit landfill of organic sludge in Korea. After the law, most sludge has been littered in the ocean up to now. However, due to the London Convention 96 Protocol, littering sludge in the ocean will also be prohibited after 2011. This Protocol makes countries find out new methods to treat wastewater sludge. There is no exception in Korea too. Many researchers have urgently try to find out better ways to treat sludge. One of ways is to make sludge recycle energy and the success of it depends on drying method. Specifically, it really depends how to make sludge dry ecologic friendly and economic efficiently. Therefore, wastewater sludge produced in Youngdong was analyzed to make it energy resources in this study. The sludge was tested to analyze the drying and chemical characteristics of it by irradiating microwave. In the result, it is sure that the sludge has little heavy metals as like as others in country side. High calories, 3370 ㎉, shows that it has good potential to be recycle energy. Moreover, weight deduction of the sludge vs. time shows long S-curve and has same deduction ratio. Specifically, S-curve can be divided by three sections based on the curvature points. There are steady state reduction ratio of weight and approximately 80% of weight duction in the second section. This results can be used to estimate the amount of sludge reduction in the full-scale microwave dryer. Drying capacity of microwave shows approximately 1.0 ㎏/㎾/hr. It makes sure that sludge recycle energy has the potential of economic efficiency too.

목차 (Table of Contents)

• ABSTRACT
• 요지
• 1. 서론
• 2. 하수슬러지
• 3. 마이크로파
• 4. 영동 하수슬러지 분석
• 5. 마이크로파의 슬러지 건조 효율 분석
• 6. 결론 및 제언
• 참고문헌

참고문헌 (Reference)

1 최창식, "하수슬러지의 감량화 및 에너지화가 가능한 비증발형 열가수분해 연속처리기술" 한국상하수도협회 133-162, 2009

2 환경부, "하수슬러지관리 종합대책(수정)" 4-, 2008

3 환경부, "하수슬러지관리 종합대책" 1-, 2007

4 환경관리공단, "하수슬러지 처리 및 자원화 방안" 102-, 2005

5 환경관리공단, "하수슬러지 처리 및 자원화 방안" 73-, 2005b

6 안양규, "하수슬러지 고형연료화 및 열분해 소각을 통한 에너지 회수 기술" 한국상하수도협회 99-124, 2009

7 한국건설기술연구원, "하수슬러지 고형물의 일일복토재 활용성 연구" 한국건설기술연구원 1-77, 2004

8 문용택, "모세관 흡입시간과 여과시간에 의한 정수장 슬러지의 탈수특성 비교 연구" 대한상하수도학회 15 (15): 115-122, 2001