Evaluation of Drying Performances by Hydrothermal Reaction of Sewage Sludge and Food wastes

The technology for hydrothermal reaction of organic waste is one of the promising process to improve energy efficiency of biomass waste recycling system since moisture contents of treated biomass could be reduced at 40% or less than by dehydration processes. For these reasons, many parts of the world are interested in hydrothermal reaction of organic waste. In this paper, drying performances were evaluated with and without hydrothermal reaction of organic wastes which are sewage sludge and food wastes. For the hydrothermal reaction, organic wastes were treated at $200^{\circ}C$ for 1hr. Drying time of treated organic waste by hydrothermal reaction was reduced. In case of food waste drying at $100^{\circ}C$, drying time of treated wasted was reduced more 52.9% than non-treated. Hence, drying performances of sewage sludge and food wastes should be improved by hydrothermal reaction. Drying rates of treated wastes were considerably increased at preheat period of drying characteristic curve as followings; at $80^{\circ}C$ sludge as 148%, $100^{\circ}C$ sewage sludge as 151%, $80^{\circ}C$ food waste as 209%, $100^{\circ}C$ food waste as 366%. It means the surface area of treated wastes could be increased with destruction of cell membrane by hydrothermal reaction. However, the designer and operator of drying process should be careful, since enhanced drying rate cause the extension the decreasing drying period.

하수슬러지 및 음식물류폐기물의 수열반응에 의한 건조 효율 평가

유기성폐기물의 수열처리 기술은 고온에서 운전하여 에너지 소비가 큰 열분해 탄화기술의 단점을 보완하기 위한 방법으로, 세포벽을 파괴하여 탈수성을 향상시켜 탈수공정에서 함수율을 약 40% 수준까지 낮출 수 있는 장점을 가지고 있어 유기성폐기물의 고형연료화 분야에서 전 세계적으로 많은 연구가 진행되고 있다. 이에 본 연구에서는 수열처리가 유기성폐기물의 건조효율에 미치는 영향에 대하여 평가하였다. 대상물질로는 대표적인 유기성폐기물인 하수슬러지와 음식물류폐기물을 이용하여 $200^{\circ}C$에서 1시간동안 수열처리한 후 건조효율 변화를 관찰하였다. 유기성폐기물은 수열처리 후에 건조시간이 단축되어 $100^{\circ}C$에서 건조한 음식물류폐기물의 경우 원시료보다 건조시간이 52.9% 감소하였다. 따라서 수열탄화 반응이 하수슬러지와 음식물류폐기물의 건조효율을 상승시킬 수 있음을 확인하였다. 또한, 건조특성곡선의 예열기간에서 건조속도가 원시료 대비하여 각각 148%($80^{\circ}C$ 하수슬러지), 151%($100^{\circ}C$ 하수슬러지), 209%($80^{\circ}C$ 음식물류폐기물), 366%($100^{\circ}C$ 음식물류폐기물)로 모든조건에서 증가되는 것으로 보아 수열반응에서 세포벽이 파괴되면서 표면적이 늘어났음을 간접적으로 파악할 수 있었다. 건조시간이 단축됨에 따라 한계함수율이 높아져 감율건조기간이 증가하였으므로 이에 주의하여야 하며, 탄화정도에 따라 건조효율이 더 개선될 수 있을 것으로 기대된다.