Abstract
The thermal filter press dewatering(TFPD) technology to improve the dewaterability through increasing the inner vapor pressure, lowering the filtration viscosity and forming the porosity easily within cake as applying the heat at the sludge layer was developed in this study. The hot water with temperature of $95^{\circ}C$ and pressure of $1.2kg_f/cm^2$ was supplied to the heating plate equipped between filter plates with plate size of $470{\times}470mm$ and material of polypropylene. Sludge was dewaterd by supplying pressure of $5kg_f/cm^2$ and then by squeezing pressure of $15kg_f/cm^2$. As a results of estimating the characteristics of thermal dewatering to consider the initial water content and organic content to be influenced by a period of water shortage and rainwater, the dewatered cake water content was about 35 wt% and dewatering velocity was $4DSkg/m^2{\cdot}hr$ under the rainwater period, and the dewatered cake water content was about 50 wt% and dewatering velocity was $1.5DSkg/m^2{\cdot}hr$ in the case of sludge of water shortage season. These results was superior to the mechanical dewatering performance with water content of 70wt% and dewatering velocity of $0.9DSkg/m^2{\cdot}hr$. On the base of the results of TFPD, energy consumpted to deal with DS(Dry Solid) of 1kg was estimated by 300 kJ. It was analyzed that the energy consumption of TFPD was decreased about one third with comparison to the dryer system. Dewatering velocity of this technology was faster than the one of mechanical dewatering equipment and it was easier to product low water content cake. Therefore, this technology was recognized that dewaterability was predominant because of the fast of dewatering velocity and production of low water content cake, and also this known as economical efficiency was excellent because of low energy consumption in comparison with dryer.
슬러지 층에 열을 가함으로서 내부증발압, 여액 점도 저하에 따른 유동성 증대 그리고 기공형성 용이성을 통하여 슬러지의 탈수율을 향상시킬 수 있는 열 필터프레스 탈수 기술을 개발하였다. 크기 $470{\times}470mm$인 PP재질의 맨브레인 플레이트 사이에 열수가열판을 장착하여 온도 $95^{\circ}C$, 압력 $1.2kg_f/cm^2$의 열 수를 공급한다. 그리고 슬러지는 최초 슬러지의 $5kg_f/cm^2$의 공급압력에 의해 1 차 탈수가 이루어지며, 맨브레인의 압착력 $15kg_f/cm^2$에 의해 2차적 탈수 공정으로 이루어진다. 갈수기와 우수기때의 슬러지의 초기 함수율 및 유기물 함량을 고려하여 열 탈수 특성을 평가한 결과 우수기의 슬러지는 케이크의 함수율이 약 35 wt%이며, 탈수 속도는 $4DSkg/m^2{\cdot}hr$로 매우 탈수성 우수하였으며, 갈수기 때의 슬러지 또한 함수율이 50 wt%, 탈수속도가 $1.5kg/m^2{\cdot}hr$이상으로 기계식 탈수의 탈수율(함수율 70 wt%, 탈수속도 $0.9kg/m^2{\cdot}hr$)에 비하여 우수하였다. 이를 바탕으로 열 필터프레스 탈수장치의 추가 소요 에너지를 평가한 결과 고형물(DS) 1 kg처리하는데 소요되는 에너지는 약 300kJ로 평가되었다. 이는 탈수케이크를 재차 건조하는 시스템과 의 에너지 투입비를 분석해 본 결과 열 탈수장치의 에너지 소요량은 약 1/3정도로 감소된 것으로 분석되었다. 본 기술은 기존의 필터프레스에 비하여 탈수 속도가 빠르고 저 함수율 탈수 케이크 생산이 용이할 뿐만 아니라 건조장치에 비하여 에너지 소모량이 적어 경제성이 우수한 시스템으로 파악되었다.
