하수슬러지의 처리 및 재자원화

소개글

하수슬러지의 처리 및 재자원화에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 슬러지의 처리 처분 방법, 현황 및 프로세스
1.1 슬러지 처분방법의 분류
1.2 슬러지의 처리 처분 프로세스

2. 하수슬러지의 소각 처리
2.1 하수슬러지 소각로
2.2 각종 하수슬러지의 소각로 형식
2.3 하수슬러지소각로의 경제성비교

3 하수슬러지의 유효이용
3.1 하수슬러지의 녹농지 이용
3.2 슬러지의 퇴비화(Composting)
3.3 슬러지의 건설자재로서의 이용
3.4 슬러지의 경량골재화
3.5 슬러지의 고형화

본문내용

자로써 크게 3가지로 구분하는데 시스템 인자, 용출액 인자 그리고 고형화제로 부터의 세슘의 용출 억제에 크게 기여하지 못하며 1주일 이하의 짧은 양생기간은 고형화체 내의 표면효과 때문에 초기 용출율이 증가하며, 용출율은 경화 온도가 높을수록 낮아지며 그리고 가압하 양생은 용출율을 감소시키며, 용출시 가압은 용출율을 증가 시켰다. 용출액 인자에서, 용출액의 유속(또는 용출액 교환주기)이 클수록 용출이 증가되며, 용출액 온도가 증가함에 따라 화학적 활성의 증가로 인해 용출능력은 증가한다. 고형화제 인자에서 용출율은 고형화체의 표면적 대 체적의 비가 증가함에 따라 증가하지만 표면효과 때문에 그리고 고형화체의 용출은 드러난 표면적이 아닌 기공에서 일어나기 때문에 간단하게 표현할 수 없다.
(5) 시멘트
점착성을 갖는 시멘트는 다섯가지로 나뉘어 지는데 Portland Cement, Natural Cement, High Alumina Cement, Supersulphate Cement 그리고 Special Cement 가 있다. 일반적으로 많이 사용되는 Portland Cement 는 다섯가지로 분류가 된다. Type 1, 건설용 보통시멘트이고, Type 2, 150-1500 mg/Kg 의 Sulfate 가 존재하는데 이용되고, Type 3, 초기에 높은 강도를 필요로 하는데 이용되고, Type 4, 낮은 수화열을 필요로 하는데 이용되고, Type 5, 1500 mg/Kg 이상의 Sulfate 가 존재 하는데 이용되는 시멘트로 분류가 된다.
Portland Cement는 무게로 63% Cao, 20%Silica, 6% Alumina, 3% Iron Oxide 로 구성되어 있다. 주요한 산화물(90%)과 물이 반응하여 낮은 용해도를 보이는 주요 수화반응은 아래 반응식과 같다. 수화반응시 생성되는 수산화물은 높은 완충력을 가지고있어, 알카리도와 pH에 영향을 미친다.
2(3CaO.SiO2) + 6H2O ------> CaO.2SiO2.3H2O+ 3Ca(OH)2
2(2CaO.SiO2) + 4H2O ------> 3CaO.2SiO2.3H2O +Ca(OH)2
3CaO.Al2O3 + 6H2O ------> 3CaO.Al2O3.6H2O3CaO.Al2O3 + CaSO4.2H2O -----> 3CaO.Al2O3.3CaSO4.3H2O콘크리트와 모르타르의 강도는 시멘트풀의 점착력, 혼합재 입자의 부착력 그리고 혼합재 그 자체의 강도에 의해 나타나고 시멘트 성분중에서 C3S, C2S가 압축강도에 영향을 미친다. 시간에 따른 두 성분의 압축강도의 영향은 초기강도는 C3S에 의해 주로 발휘되는데 1년정도가 지나면 두 성분의 압축강도에 대한 영향은 비슷하게 된다. 시멘트풀의 경화시간에 따른 형성과정은 초기에는 Calcium Hydroxide의 발달이 일어나다가 90일 이후에는 C-S-H가 많이 부분을 차지하는 것을 알 수있다. 시멘트 고형화에서 중금속의 반응을 살펴보면 다음과 같다.
첫째, 수화반응 후 생성된 Ca(OH)2와 중금속의 반응Mn+ +n/2 Ca(OH)2 ------、 M(OH)n
둘째, 수화반응 후 생성된 수화물(C-S-H)표면에 흡착
셋째, 수화물의 원자가와 중금속이온의 치환 작용
Al3+ -----> Cr3+, SO2- - ------> Cr2-, Ca2+------> Cd2+, Pb2+
넷째, Gel Pore(15-30Å)의 물리적 봉쇄작용
2) 소각재의 이용
슬러지 소각시에 생기는 소각재는 소각재의 특성 및 소요목적에 따라 다음과 같이
유효하게 이용될 수 있다.
·토질 개량재, ·노반재료, ·인터로킹 블록 및 콘크리트 2차제품 제조, ·소성 2차제품 ·용융슬래그
소각재는 탈수등 하수처리과정에 사용된 응집제 종류에 따라 석회계소각재와 고분자계 소각재로 대별할 수 있는 데 ,석회계 소각재는 콘크리트 2차제품과 소성 2차제품에 적합한 것으로 알려지고 있다.
<표 12.19> 개량토의 목표강도
개량목표
목표강도
비 고
되메우기 흙으로 이용
실내 CBR= 10%
자연함수비 상태의 몰드로 3층으로 나눠 각층을 67회씩 눌러 굳힌 후 6일간 기건양생 후 4일간 물에담근 후 CBR을구한다.
성토재로 이용
qu
= 0.1∼0.5㎏/㎠
압축시험에 의한 1일 강도
주 : 한국공업규격 KS F 2320에 의한 CBR 측정치
하수슬러지의 소각재를 토질개량재로 활용할 경우 제조하는 개량토는 이용 용도에 따라 강도와 이용 적합여부의 판단 기준이 다르므로 목적에 맞게 실험을 하는 것이 바람직 하다. 일반적으로 이용되고 있는 토질개량재의 용도는 되메우기 흙, 성토재, 연약지반 처리시 첨가재로 쓰이는데, 사용용도에 따른 개량토의 목표강도를 표 12.19에 나타내었다.
<표 12.20> 노반재의 목표강도구 분
하 층 로 반
상 층 로 반
수정(CBR %)
소성지수 (PI)
최대입경 (㎜)
20 이상
6 이하
50 이하
80 이상
4 이하
40 이하
노반재로 사용할 때는 용도에 따라 강도판정 확인을 하여야 하는데, 노반보층으로 상로반 및 하층로반재로 이용 가능하며, 또한 다른 재료와의 혼합재 등으로 이용이 가능 한 바, 사용용도에 따른 목표 강도를 표 12.20에 나타내었다. 한편 소각재는 인터로킹블록 및 콘크리트 2차 제품으로의 이용이 가능하다. 인터로킹 블록이란 소각재와 시멘트, 골재, 물을 혼합해 만든 블록으로 용도에 따라 보통 인터로킹 블록과 침수성 인터로킹 블록, 식생용 인터로킹 블록으로 분류할 수 있다. 식생용 인터로킹 블록은 중간에 식물을 심을 수 있도록 한것으로 블록의 외관을 아름답게 하기 위해 2층형으로 하고, 한 층에는 무기안료를 배합하여 색채를 다양하게 할 수도 있다. 또한 콘크리트 2차제품으로는 포장용 콘크리트 평판, 원심력 철근콘크리트관 등의 제조에 이용할 수 있으며, 타일, 보통벽돌, 인터로킹벽돌, 침수성 블록, 도관, 경량골재 등의 제조에 이용할 수 있다.경량골재는 소각재를 주원료로 분쇄, 가압하여 성형 한 후 고온에서 구워 만든 경량골재로서 쓰이는 용도로는 경량 콘크리트 골재, 위험물 지하탱크실의 충진재, 우수 유출억제용 골재, 모래여과시설의 여재, 원예용 등으로 활용할 수 있다.

키워드

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