• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2011년도 제45차 학술발표회
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• pp.60-60
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• 2011

염색폐수의 정화에는 필연적으로 다량의 슬러지 폐기물이 발생한다. 염색폐수 슬러지는 그간 인근 공해 해상에 투기하는 해양 배출로 저렴하게 처리하였으나, 해양오염을 우려하는 국제협약(1972년 런던협약, 1996년 교토의정서)에 의하여 2008년 8월부터 배출기준이 강화되고 2012년 2월부터는 해양배출이 금지 될 예정이다. 염색폐수 슬러지의 해양 배출이 금지되면 대체 처리방법으로는 지정매립장을 통한 매립처리 방법이나 고온 소각시설에서의 소각처리 방법이 거론되고 있다. 그러나 매립처리는 슬러지 내 함유 수분으로 인한 침출수의 문제와 더불어 장기간 안정적으로 저렴하게 사용할 수 있는 대규모 처분장을 확보하기 어려운 실정이며 소각처리는 슬러지의 높은 함수율로 인해 소각 시보조 연료의 투입이 필연적으로 최근 원유가 급등 등 에너지 비용이 지속적으로 상승함을 고려할 때 소각처리비용 또한 상당한 고가가 될 것으로 예측된다. 이와 같이 슬러지 해양배출이 금지되면 섬유 염색업체들은 많은 환경비용 부담을 안을 것이다. 본 연구에서는 대규모 염색산업단지 공동폐수처리장에서 발생하는 염색폐수 슬러지의 효율적인 건조를 위해 산업단지 내의 열병합발전소에서 발생하는 보일러 폐열을 이용하였으며, 조건 특성 및 효율을 파악하기 위해 보일러 폐열의 특성을 고려하여 슬러지 두께 및 체류시간 등 건조공정 운영조건에 따른 변수별 연구를 수행하였다. 열병합발전소 보일러에서 배출되는 폐열은 온도가 $150^{\circ}C$ 정도로 기존의 슬러지 건조에서는 사용되는 $700^{\circ}C$에 비해서는 매우 저온이다. 하지만 보일러 배가스의 경우, 온도에 비해 많은 풍량을 가지고 있으므로 열량으로 환산시 충분히 가치가 있는 것으로 조사되었다. 염색폐수 슬러지의 경우, 함수율 70% 이내의 탈수 Cake 형태이므로 두께가 두꺼울수록 건조효율이 감소하였으며, 체류시간이 길어질수록 건조효율은 증가하나 20mm 이상에서는 건조효율이 급격히감소하였다. 이를 바탕으로 5톤/일 규모 슬러지 건조 Pilot Plant를 제작하여 운영하였는데, 염색폐수슬러지의 투입공정에서 슬러지와 열풍의 접촉면적을 넓혀 건조효율을 높이기 위하여 슬러지를 압출노즐을 이용하여 슬라이스 칩 형태로 제조하여 건조공정에 투입하였으며, 건조실 내에서도 건조효율의 상승을 위하여 내부열풍순환팬을 설치하여 운영하였다. Pilot 운영결과, 체류시간 52분에서 슬러지의 함수율은 70%에서 10%이하로 감소하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권7호
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• pp.125-133
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• 2009

하수를 정화하는 과정에서 발생하는 슬러지는 과거 주로 매립되어 왔으나, 2003년 유기성 슬러지의 매립금지라는 폐기물 관리법이 개정됨에 따라 최근에는 주로 해양투기 되어왔다. 그러나 '런던협약 96의정서'에 의해 2011년부터 해양투기도 금지될 예정이어서, 세계 각국은 슬러지의 다양한 처리방법에 대해 노력하고 있다. 우리나라도 예외 없이, 하수슬러지의 합리적인 처리방법을 찾기 위해 현재 많은 전문가들이 노력하고 있으며, 그중 하나가 재생 에너지화이다. 슬러지의 재생 에너지화의 성패는 친환경적이고 경제적인 건조방법에 달려 있다 해도 과언이 아니다. 따라서 본 연구에서는 영동군에서 발생하고 있는 하수슬러지를 재생에너지화하기 위해, 슬러지의 화학적 특성을 분석하여 에너지화 가능성을 검토하고, 마이크로파를 물과 슬러지에 각각 조사하여 슬러지의 건조 특성과 효율성 등을 분석하였다. 그 결과, 영동군하수 슬러지는 중금속 성분이 매우 적고 열량이 3,370kcal/kg 이상으로 재생에너지화하기에 적당함을 확인하였다. 또한, 마이크로파에 의한 슬러지 건조 특성을 분석한 결과, 슬러지 중량 대비 시간의 곡선은 투입 슬러지 량에 관계없이 늘어진 S자 형태의 거동특성을 보임은 물론 그 기울기가 일정함을 확인하였다. 또한, S 곡선을 변곡점 기준으로 세 영역으로 나눌 경우 두 번째 영역에서 건조가 가장 많이 일정하게 발생하며, 전체 건조량의 약 80% 이상임도 확인하였다. 본 결과는 향후 마이크로파를 이용한 full-scale 건조공정에서 투입 슬러지 대비 슬러지 건조량을 예측하는데 적용할 수 있다. 또한 본 실험 결과에 의하면, 마이크로파에 의한 건조능력이 약1.0kg/kW 이상을 보이고 있어 경제성도 갖고 있음을 확인하였다.

• 유기물자원화
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• 제22권3호
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• pp.53-59
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• 2014

본 연구에서는 A 지역의 하수슬러지 건조장치가 설치되기 전과 후 탈수슬러지의 조성 및 성상, 중금속함유량 등을 측정 및 조사 분석을 하였다. 분석결과 건조로 설치전보다 약 95.7%의 제거효율을 보였으며, 설계값으로 1차건조로 35%, 2차건조로 10% 함수율을 제거하지만, 측정해본결과 1차건조로 20.8%, 리본 3.3%로 실제 운전효과가 더 좋은 것으로 나타났다. 중금속 함유량은 건조장치 설치 전 Cu : 352~614ppm, Hg : 1.3~1.44ppm, Cd : 1.1~1.86ppm, Pb : 17.25~ 28.93 ppm, As : 1ppm 이고 설치 후 Cu : 340~350 ppm, Hg : 0 ppm, Cd : 0~0.021 ppm, Pb : 0 ppm, As : 0~0.043 ppm으로 건조장치설치 전과 후 모두 법정 기준치에 초과하지 않음을 확인하였다. 또한 건조장치를 통과한 하수슬러지는 평균적으로 ${\frac{1}{4}}$의 건조슬러지가 발생하였다.

• 유기물자원화
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• 제6권1호
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• pp.67-73
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• 1998

본 연구에서는 하수처리장에서 발생하는 하수슬러지의 부피를 감소시키기 위하여 감압건조법을 이용하여 반응압력, 반응시간, 반응온도에 따른 하수슬러지의 탈수효율을 조사하였다. 반응압력이 낮아질수록 슬러지의 함수율은 감소되는 경향을 보였으며, 동일한 반응압력 및 반응온도에서는 반응시간이 길어질수록 탈수효율이 상승하였고 반응온도에 따라서는 $120^{\circ}C$ 이상에서부터 슬러지의 탈수효과가 뛰어남을 알 수가 있었다. 결과적으로 하수슬러지를 감압건조법으로 처리할시에는 탈수효율이 기존의 탈수 방법보다 우수한 결과를 보임으로서 하수슬러지의 처리시 소요되는 비용을 절감할 수 있을 것으로 판단되며 슬러지뿐만 이아니라 음식물쓰레기 등의 유기성폐기물에도 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제22권1호
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• pp.11-19
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• 2014

본 연구에서는 건조 하수슬러지의 화석연료와의 혼소 가능성 평가를 연소특성, 경제적 이익 2가지 관점에서 평가하였다. 공업분석 결과 A하수처리장의 건조 하수슬러지의 휘발분은 36.48%, B하수처리장은 40.10%로 석탄에 비해 매우 높았으며, 연료비는 0.12, 0.14로 매우 낮아 연료로써의 품질은 낮은 것으로 조사되었다. 특히 연소성 지수가 30,000kcal/kg 이상으로 연료의 기준인 3,000~5,000kcal/kg을 크게 초과하여 건조 하수슬러지의 개질이 필요할 것으로 판단된다. 건조 하수슬러지의 경제성 평가 결과 석탄의 절감에 따른 이익은 연간 73.4억원, REC인증 이익은 56.4억원이 발생하는 것으로 산정되었다. 반면에 회분처리비용 증가에 따른 손실은 2.6억원, 건조 하수슬러지의 혼소에 소요되는 설비의 투자 및 운영비가 4.2억원으로 산정되어 건조 하수슬러지의 혼소에 따른 경제적 이익은 연간 123억원으로 추산되었다. 다만, 건조 하수슬러지의 생산에 소요되는 동력 및 건조 하수슬러지의 혼소로 인한 환경오염 등에 대한 비용은 본 연구에서 고려되지 못하였으며 향후 이에 대한 연구가 추가적으로 필요할 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.5628-5636
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• 2012

본 연구에서는 하수슬러지를 효율적으로 건조시킬 수 있는 방법을 연구하고자 하였다. 슬러지 건조를 위해서는 슬러지 내 대부분의 함수율을 차지하고 있는 세포 내 함유수분을 제거시키는 것이 필요한데, 이에 대한 제거 장치로서 타격기류 건조장치를 적용하였으며, 직접 하수처리장에 파일롯 플랜트를 설치하여 실증실험을 실시하여, 이에 대한 운전특성과 적용가능성을 확인하고자 하였다. 주요 운전제어 변수는 슬러지 투입속도, 체인 회전속도, 공정온도 및 투입슬러지 함수율 변화 등이다. 체인의 회전속도가 증가할수록 생성슬러지 생성수율 증가 등 장치성능이 향상되었고, 공정온도가 상승함에 따라 건조효율이 증가하는 경향을 나타내었다. 투입슬러지 함수율은 60%일 때 생성슬러지 생성수율이 최대이고 함수율도 10% 내외를 나타내어 최적 조건임을 알 수 있었다. 슬러지 투입속도는 적정 투입속도 이상으로 투입 시, 생성슬러지 생산량은 증가하지 않는 반면, 오히려 잔류량만 증가하는 현상을 초래하였다. 위와 같은 실험결과로부터 장치의 최적 운전조건은 체인 회전수 1600rpm(최대속도), 최종 배출온도 $80^{\circ}C$, 투입슬러지 함수율 60%, 슬러지 투입속도 60kg/h이며, 이때 장치성능은 생성슬러지 생성수율 85.5%, 함수율 11.0%, 건조효율 81.7%으로 양호한 결과를 나타내었다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권7호
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• pp.732-738
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• 2005

본 연구는 슬러지의 효율적인 처리를 위하여 슬러지의 탈수 및 건조 효율에 미치는 마이크로파의 영향을 실험하여 마이크로파의 적정 처리 조건을 제시하는데 목적이 있다. 마이크로파를 이용하여 슬러지의 탈수 효율을 향상시키기 위해서는 슬러지 부피에 따른 적정 마이크로파의 조사시간의 결정이 매우 중요하며, 적정 시간 동안 마이크로파 처리된 농축슬러지의 경우 모세흡입시간이 52.3초에서 30.8초로 저감되어 탈수성이 상당히 향상되었고, 마이크로파에 의해 개량된 농축슬러지의 압력여과 후 함수율은 81.4%로 나타났다. 또한 마이크로파와 전기로의 탈수슬러지 건조 특성을 평가한 결과, 슬러지의 함수율을 55% 이하로 건조시키는데 마이크로파 가열 방식은 3분이 소요된 반면, 전기로를 이용하여 $105^{\circ}C$에서 건조한 경우에는 40분이 소요되었고, $170^{\circ}C$에서 건조한 경우는 20분이 소요되었으며, $300^{\circ}C$에서 건조한 경우는 9분이 소요되었다. 따라서 마이크로파를 이용하여 슬러지를 건조할 경우, 기존 가열 방식보다 훨씬 효율적으로 슬러지에서 수분을 제거할 수 있음을 알 수 있었다.

• 청정기술
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• 제15권3호
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• pp.154-164
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• 2009

2007년을 기준으로 울산에 위치한 사업장으로부터 발생된 유기성 폐수슬러지의 94%가 해양처분되었다. 유기성 슬러지의 해양처분은 2012년에는 완전 금지될 예정이다. 그러나 아직까지 울산에 위치한 사업장으로 부터의 유기성 슬러지는 소각 이외에 다른 대안이 없는 실정이며, 현재 울산석유화학산업단지의 사업장들은 슬러지의 육상처리 및 처분기술의 확보가 매우 중요한 과제이다. 본 연구에서는 울산의 석유화학사업장 슬러지와 하수처리 슬러지를 연료로 활용하기 위해 건조슬러지와 탄화슬러지의 재료적 측면에 대한 평가를 실시하였다. 연구결과 저위발열량 3,000 kcal/kg이상을 초과하는 테레프탈산, BTX, 프로필렌, 화학섬유 등을 생산하는 사업장으로부터의 건조슬러지와 탄화슬러지는 연료로서의 가능성이 높지만 건조할 경우 2,100 kcal/kg 이하, 탄화할 경우 1,100 kcal/kg 이하인 좀 더 무기성분이 많은 펄프, 제지, 메틸아민, 아마이드 등을 생산하는 사업장의 폐수슬러지는 연료로서의 가치가 적은 것으로 나타났다. 연구결과 대부분의 슬러지들이 에너지 측면에 있어서 탄화보다는 건조가 더 좋은 결과를 보여주었다.

• 환경기술인
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• 통권182호
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• pp.62-67
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• 2001

본 연구에서는 기존의 로터리 방식이나 플래시 방식 등의 직접열에 의한 건조방식이 2차 공해 유발 및 폭발이나 화재의 위험을 항상 내포하는 등 여러 가지 단점이 있으므로 이러한 문제점을 연속 감압식 간접열 방식의 건조장치를 개발하여 근원적으로 해결하고자 하였다. 본 연구의 목표는 50kg/hr용량의 연속 감압식 간접열 방식의 디스크 건조장치를 개발하여 건조효율을 70$\%$ 이상 향상시키며(기존의 제품은 50$\%$

• 유기물자원화
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• 제13권2호
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• pp.74-84
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• 2005

본 연구의 목적은 열풍건조를 이용하여 슬러지를 감량화하는 과정에서 발생되는 열적거동을 조사하는데 있다. 실험에서 중요한 운전매개변수는 공급되는 건조온도가 $130{\sim}170^{\circ}C$와 증발속도 WD를 변화시켜 실행하였다. 슬러지내 수분을 증발하는 과정에서 열적거동의 변화에 미치는 영향인 주요매개 변수는 공급되는 온도변화에 따른 건조시간, 슬러지내 수분함량, 슬러지의 고형물량에 따른 결과를 조사하였다. WD=0.95m/s의 조건에서 $170^{\circ}C$의 건조온도에서 수분이 증발되는 포화점은 95분과 $130^{\circ}C$에서 120분에서 조사되었다. 열풍의 의한 증발속도가 1.0 m/s로 일정할 때 건조온도가 130와 $150^{\circ}C$일 때 보다 $170^{\circ}C$인 경우가 증발율이 더 높게 나타났고, 건조기 온도가 $130^{\circ}C$인 경우는 WD=1.0 m/s일 때 WD=0.5 m/s 보다 증발율이 높게 나타남을 볼 수 있었다.