Abstract
demand for a low-cost treatment technology is high because the sewage sludge has an 80% or higher water content and a high energy consumption cost. This study apply the thermal hydrolysis reaction that consumes a small amount of energy for sludge treatment. The purpose of this study is to quantify the viscosity of sewage sludge according to reaction temperature. we measured continuously the torque of dewatered sludge by the reaction temperature. As the reaction temperature increased, the dewatered sludge is thermal hydrolysis under a high temperature and pressure. Therefore, the bond water in the sludge cells comes out as free water, which changes the dewatered sludge from a solid phase to slurry of a liquid phase. The results of the viscosity measurements according to the reaction temperature showed that the viscosity was very high at $270,180kg/m{\cdot}sec$ at a temperature of 293K, but rapidly decreased with increases in the reaction temperature to $12kg/m{\cdot}sec$ at a temperature of 400K and to $4kg/m{\cdot}sec$ at a temperature of 460K or higher, similar to the changes in the viscosity of water. And we was obtained the viscosity function of boundary condition for the optimal design of thermal hydrolysis reactor by numerical modeling based on the this results.
하수슬러지의 처리 및 재활용에 관한 다양한 연구가 진행되었지만 하수슬러지 내에 포함된 80% 이상의 함수율에 따른 높은 에너지 소비 비용으로 저비용의 처리 기술의 요구가 높다. 이에 본 연구에서는 슬러지 처리 시 적은 양에 에너지를 소비하는 열가용화 반응을 적용하여 열가용화 반응온도에 따른 하수슬러지의 점도를 정량화하고자, 반응온도에 따른 탈수슬러지의 토크를 연속적으로 측정하였다. 반응온도가 증가하면 높은 반응온도와 압력에 의해 탈수슬러지는 열가용화 진행되고 슬러지 세포내의 결합수가 자유수로 용출되어 고상의 탈수슬러지는 액상의 슬러리로 변환된다. 이에 반응온도에 따른 점도 측정 결과 293K에서는 $270,180kg/m{\cdot}sec$ 로 높은 점도 값을 보이지만 400K에서는 $12kg/m{\cdot}sec$ 급격히 감소하고 460K 이상에는 $4kg/m{\cdot}sec$로 물의 점도와 유사한 값을 나타낸다. 이 결과를 바탕으로 수치모델링으로 열가용화 반응기 최적 설계를 위한 경계조건으로 점도 함수를 확보하였다.
