Full Scale Study on The Optimum Conditions for Disposal of Sewage Sludge Cake by Using Continual Thermal Wind Dryer and Pyrolysis

연속적 열풍건조/열분해 Full Scale 장치를 이용한 하수슬러지 케익 처분을 위한 최적조건 연구

The objective of this research is to evaluate the optimum treatment methods for disposal sludge cake at different temperatures and periods of time. The disposal dehydrated sewage cake used in this study was obtained from N wastewater treatment plant in the P City. This system consists of continuous conveyer thermal dryer and pyrolysis. The continual conveyer thermal dryer was operated to evaluate the optimum conditions with temperature settings, ranges from 130 to $180^{\circ}C$, loading rates of 650~750 kg/hr and operating times of 110~120 minutes. The continual pyrolysis was also operated to evaluate the optimum conditions with temperature settings, ranges from 650 to $750^{\circ}C$, loading rates of 100~158 kg/hr and operating times of 20~40 minutes. The sewage sludge cake has a moisture content of 78~80% (wt) which decreased up to 1~3%(wt) resulted in breaking of cell wall after operating the continuous conveyer thermal dryer and pyrolysis. Important parameters which were operating times, moisture contents, loading rates, conveyer velocities and rotary velocities effects on the thermal kinetics and dynamics were investigated to evaluate the optimum conditions for the continual thermal dryer and pyrolysis.

본 연구는 연속적 연풍건조와 열분해 장치를 이용한 Full Scale 최적조건 하에서 하수슬러지 케익를 처분하는 방안을 제시하는데 목적이 있다. 본 연구는 P시 N하수처리장의 탈수슬러지 케익를 사용하였으며, 열풍건조와 열분해로의 연계 공정에서 운전조건은 건조온도가 $130{\sim}180^{\circ}C$와 열분해 장치의 온도는 $650{\sim}750^{\circ}C$의 조건에서 장치를 실행하였다. 열풍식 컨베이어식 열풍건조 온도는 $130{\sim}180^{\circ}C$. 부하량 600~750kg/h(W =79.5%)와 체류시간은 110~120분대에서 최적조건을 연구하였다. 연속적 로타리식 열분해공정의 온조조건은 $650{\sim}750^{\circ}C$, 유입부하량 100~158kg/h와 체류시간은 20~40분대에서 최적운전 조건을 평가하기 위해서 실험을 실행하였다. 하수슬러지 케익의 함수율은 78~80%의 조건에서 운전을 실행한 결과 내부수 세포벽 파괴로 인하여 최종적으로 1~3%범위 내까지 수분이 감소하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 증발건조와 열분해의 연속공정에 발생되는 동역학적인 변화에 영향을 미치는 주요 매개 변수는 체류운전시간, 슬러지내 수분함량, 슬러지 고형물량, 컨베이어속도, 회전속도 등의 결과에 따라서 최적조건을 산출하였다.