• 한국환경과학회지
• /
• 제16권10호
• /
• pp.1169-1177
• /
• 2007

The main objective of this research was to evaluate the effects of process variables which were forming ability, flow displacement, effective stress, effective strain, fluid vector and products defects on manufactured artificial lightweight aggregate made of both incinerated sewage sludge ash and clay by means of the numerical analysis of a rigid-plastic finite element method. CATIA (3D CAD program) was used for an extrusion metal mold design that was widely used in designing aircraft, automobile and metallic molds. A metal forming analysis program (ATES Co.) had a function of a rigid-plastic finite element method was used to analyze the program. The result of extrusion forming analysis indicated clearly that a shape retention of the manufactured artificial light-weight aggregate could be maintained by increasing the extrusion ratio (increasing compressive strength inside of extrusion die) and decreasing the die angle. The stress concentration of metal mold was increased by increasing an extrusion ratio, and it was higher in a junction of punch and materials, friction parts between a bottom of the punch and inside of a container, a place of die angle and a place of die of metal mold. Therefore, a heat treatment as well as a rounding treatment for stress distribution in the higher stress concentration regions were necessary to extend a lifetime of the metallic mold. A deformity of the products could have made from several factors which were a surface crack, a lack of the shape retention and a crack of inside of the products. Specially, the surface crack in the products was the most notably affected by the extrusion ratio.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제41권3호
• /
• pp.210-215
• /
• 2004

하수슬러지 소각재, 폐도자기 파편, 폐유약 및 저급점토를 이용하여 1,00$0^{\circ}C$에서 2시간 소성하여 투수블록용 다공질 세라믹스를 제조하여 제조인자에 따른 물리 $.$역학적 특성, 투수특성 및 동결음해특성을 조사하였다. 폐도자기 파편의 크기가 동일한 시편은 소성온도와 소각재의 첨가량이 증가함에 따라 부피비중과 압축강도는 증가하였으나, 기공률과 투수성은 감소하였다. 소성온도와 소각재의 첨가량이 동일한 시편은 폐도자기 파편의 크기가 증가하면 부피비중과 압축강도는 감소하고 기공률과 투수성은 증가하였다. 폐도자기 파편의 크기가 1∼2 mm이고 1,00$0^{\circ}C$에서 2시간 소성한 30A60F시편은 부피비중 2.17, 기공률 46.2%, 압축강도 221 kgf/$\textrm{cm}^2$ 및 통과전하량이 3,150 coulombs이었으며, 동결융해 저항성이 우수하여 투수블록으로 사용이 가능하였다. 투수블록 시편에 함유된 중금속은 허용기준치보다 낮아 무해하였다.

• 유기물자원화
• /
• 제26권1호
• /
• pp.29-37
• /
• 2018

본 연구에서는 하수슬러지 소각재에서 인을 회수하기 위한 최적 추출 조건을 조사하였다. 이를 위해 순환골재 잔재물 내에 존재하는 칼슘 성분을 이용하여 Ca-P 형태로 최적의 인 회수 조건을 결정하기 위한 실험을 진행하였다. 하수슬러지 소각재의 인 함량은 5 %로 확인되었다. $H_2SO_4$을 추출액으로 사용하였을 때, 1 N $H_2SO_4$의 농도와 L/S비 10, 그리고 추출시간 30분이 최적의 추출조건으로 조사되었다. 최적의 추출 조건을 이용하여 인을 추출한 다음 양이온교환수지 1 ~ 20 g 범위를 사용하여 인과 함께 용출된 중금속을 제거하였는데, 양이온교환수지 20 g에서 Fe 71.3 %, Cu 82.4 %, Zn 79.9 %, Cr 15 %가 제거되었다. 그 후 소각재 인 추출액과 순환골재 잔재물에서 얻은 칼슘 추출액의 혼합비율을 1:1, 1:5, 1:10으로 변화를 주었다. 1:5 혼합액에 5 N NaOH를 주입하여 pH를 2, 4, 8, 12로 조절한 후 인을 Ca-P 형태의 침전물로 회수하는 실험을 진행하였는데, 인이 Ca-P 형태로 침전되는 최적 pH는 8로 도출되었다. 순환골재 잔재물을 사용하였을 경우, 회수되는 침전물의 무게는 증가하였지만, 폐수 발생량이 증가하는 문제가 발생하였다. 따라서 순환골재 잔재물을 이용하는 것은 경제성이 낮다고 판단되었다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제8권4호
• /
• pp.3-10
• /
• 1999

생활하수처리장에서 발생하는 슬러지연소재(SA)에 정유공장의 폐촉매(RFCC)를 첨가시켜 제조하려는 실험.연구를 행하였다. SA만의 경우에는 $1250^{\circ}C$에서 열처리하였을 때 비중이 1.67인 골재를 얻을 수 있었으며, 부피팽창률은 승온속도에 큰 영향이 없었고 소성시간에 따라서는 다소 저하하는 경향을 보였다. SA에 RFCC를 10 wt% 첨가한 경우에 $1250^{\circ}C$에서 비중이 1.07인 경량골재를 얻을 수 있었으며 소성시간에 따라 부피팽창율이 다소 증가하였다. 경량골재를 제조하기 위한 최적 RFCC 첨가량은 10 wt%이었으며 최대 부피팽창율을 보인 조건은 승온속도; $20^{\circ}C/min$, 소성온도; $1250^{\circ}C$, 유지시간; 50분의 경우였다. RFCC의 첨가량에 따라 제조된 시편의 압축강도는 30 wt% RFCC>SA>20 wt% RFCC>10 wt% RFCC의 경향을 보였다.

• 유기물자원화
• /
• 제22권1호
• /
• pp.11-19
• /
• 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
• /
• 제8권1호
• /
• pp.1-9
• /
• 2007

본 연구에서는 수분 함유량이 높은 하수 슬러지 처리를 위한 열 건조기를 포함하는 100kg/hr급 소용량 사이클론 소각시스템의 소각 성능을 평가하였다. 국내에서 발생하는 하수 슬러지의 물성치를 바탕으로 소각시스템을 설계하였다. 슬러지 수분 정도, 슬러지 투입량, 보조연료량 등 동작조건의 변화에 따른 성능실험을 통하여 소각시스템의 특성을 분석하였다. 정상 운전 시 전체시스템의 압력 손실은 700mmAq로 비교적 적게 나타났으며, 소각기 내부의 연소에 의한 온도분포도 $1000^{\circ}C$미만으로 유지되었다. 수분 86.1%의 슬러지 100kg을 소각하는 경우 $4.7{\ell}/hr$ 정도의 보조 연료가 필요하다. 소각기 내부의 온도가 $1000^{\circ}C$ 미만으로 유지되기 때문에 측정된 대부분의 NOx는 연소과정에 발생된 열적인 NOx 보다는 슬러지 중에 포함된 N 성분의 산화에 의하여 발생되는 연료적 NOx인 것으로 예측된다. 배출된 소각재의 성분 분석 결과, 소각재 속에는 유기물이 전혀 검출되지 않았으며, 이로부터 소각기에서 완전 연소가 이루어진 것으로 예상된다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제17권3호
• /
• pp.3-9
• /
• 2008

하수슬러지 소각재를 대상으로 화학 조성과 물리화학적 물성을 측정하고 재활용을 위한 경량재료 제조실험을 수행하였다. 경량재료는 하수슬러지 소각재를 원료로 하여 경량충진제와 무기바인더를 첨가하여 성형 및 소성하는 방법으로 제조하였으며, 제조 조건에 따른 비중과 압축강도 변화를 측정하였다. 비산재의 pH 경우 배기가스 중화를 위한 알칼리 첨가로 인하여 알칼리성인 pH 8.69로 나타났으나 바닥재는 중성인 pH 6.48이었다. 공정시험법에 근거하여 하수슬러지 소각재에 대한 중금속 용출실험 결과, Cd, Cu, Pb, As, Cr의 5개 원소 모두에 대하여 용출량이 검출한계치 이하로 나타났다. 동일한 혼합비율의 경우 비산재를 사용한 경량재료 시편의 압축강도가 바닥재에 비해 높게 나타나 비산재를 원료로 사용하는 것이 보다 효과적임을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제27권1호
• /
• pp.65-73
• /
• 2015

하수슬러지는 도시 하수처리시설이나 공단 폐수종말처리시설 등에서 배출되는 유기성 슬러지로서 높은 함수상태 (70-80%)와 중금속, 다량의 유기물 등으로부터 그 처리 및 재활용에 큰 제약이 되고 있으며, 아직까지 효과적인 방법이 없다. 이에 본 연구에서는 경제성 및 2차 환경오염 방지 차원의 보다 근본적인 하수슬러지 처리 및 자원화 기술개발의 기초연구로서, 특정 온도범위($650{\sim}800^{\circ}C$)내로 열처리하고 소정의 분말도로 조정된 소성하수슬러지의 포졸란 반응 활성도와 그 영향인자를 분석하여 콘크리트용 혼화재료로서의 활용 가능성을 검토하고자 수행되었다. 본 연구의 수산화칼슘(알칼리 활성제)을 이용한 소성하수슬러지 혼입 모르타르의 압축강도 발현특성 및 수화생성물 분석결과는 재령에 따른 소성하수슬러지의 포졸란 반응 활성을 명백히 보여주었으며, 기존 콘크리트용 혼화재인 플라이애쉬나 고로슬래그미분말과 비교해 볼 때, 콘크리트용 혼화재로서의 활용가능성을 확인할 수 있었다.

• 유기물자원화
• /
• 제17권3호
• /
• pp.91-99
• /
• 2009

본 연구에서는 하수슬러지와 사업장폐기물의 혼합소각을 위한 폐기물특성 및 운전특성을 살펴보고 향후 하수슬러지와 사업장폐기물의 혼합소각에 관한 기초자료를 제시하고자 하였다. 본 사업장폐기물은 플라스틱류가 42.55% 로 종이류(11.92%) 보다 3배 이상의 조성을 나타내었다. 하수슬러지와 사업장폐기물을 부피비로 3 : 7로 혼합한 폐기물의 삼성분은 수분함량이 16.3%, 가연분과 회분 함량은 각각 70.5%와 13.2%을 나타내었으며, 습윤저위발열량도 4,513kcal/kg으로 함수율 15%인 하수슬러지와 사업장폐기물(플라스틱류 약 43% 및 종이류 약 12% 함유)의 3 : 7 혼합소각이 가능할 것으로 예상된다. 혼합폐기물을 $700^{\circ}C$로 소각할 경우 SOx와 NOx 농도는 최소화할 수 있었으 나 다이옥신 등 유해가스 발생면에서 볼 때 $950^{\circ}C$로 소각하는 것이 더 바람직할 것으로 사료되며, 이를 위해서는 $Ca(OH)_2$의 적정사용이 검토되어야 할 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
• /
• 제28권3호
• /
• pp.15-26
• /
• 2020

하수슬러지 소각재에서 인(P)을 회수하기 위해 소각재를 황산 용액으로 추출한 후, 알칼리 물질로 pH를 높이면서 회수되는 인(P)과 불순물인 중금속 함량을 비교하여 최적의 인(P) 회수 조건을 실험하였으며, 이때 산추출액을 재사용하거나, 소각재를 입자크기 별로 구분하였을 때 인(P) 회수효율을 비교하였다. 하수슬러지 소각재로부터 인(P)을 회수하기 위한 조건은 1N 황산 용액으로 L/S비 10, 추출시간 30분으로 하는 것이 최적이었다. 인(P)을 회수하기 위한 적정 pH는 알칼리 물질 첨가량, 회수되는 침전물 내의 중금속 함량 등을 고려하였을 때 pH 5 이전에 생성되는 침전물에서 인(P)을 회수하는 것이 유리한 것으로 판단된다. 소각재 추출액의 재사용율(100, 50%)에 따라 인(P)의 회수율을 각각 14, 21% 증가시켰으나, Zn 함량이 각각 33, 21%, Cu의 함량이 각각 35, 20% 증가되었다. 하수슬러지 소각재를 입자크기별로 4개 구간으로 나누어 실험한 결과 특정 크기 구간의 소각재 만을 인(P) 추출하는데 따른 장점은 없었다. EDTA와 양이온 교환수지 등을 통한 추출액 중의 중금속 제거 효과는 크지 않았다.