• 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.

• 한국환경과학회지
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• 제30권2호
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• pp.135-143
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• 2021

This study executed evaluation of drying characteristics based on the polymer injection rate (8%, 10% and 12%) and the drying method[NIF(near-infrared ray). According to this study analyzed VS, VS/TS, and calorific value compared with 'the auxiliary fuel standard of the thermoelectric power plant and the combined heat & power plant'. The results are as follows. In the case of NIR, the VS was slightly changed at the early stage of the material preheating period and the constant drying rate period with low moisture evaporation. But VS reduction was shown higher as moisture was dried. In the case of non-digested sludge with high VS content, the VS reduction rate by drying was shown lower than that of digested sludge. As the flocculant injection rate increased, the VS loss due th drying was found to be small. Also, the higher the flocculant injection rate was the longer the drying time. Especially, in the case of the NIR drying equipment, as the moisture content of sewage sludge decreased(moisture content 20~40%), the loss of net VS also showed a tendency to increase sharply. It is shown that the high calorific value according to the drying time of the non-digested sludge was changed from 590 kcaℓ/kg to 3,005 kcaℓ/kg and from 539 kcaℓ/kg to 2,796 kcaℓ/kg.

• 한국환경과학회지
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• 제25권3호
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• pp.417-424
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• 2016

The objective of this study was to evaluate the microwave drying characteristics of mixtures of chemical wastewater sludge (70~90%) and anthracite coal (10~30%) with respect to physical and economic factors such as mass, volume reduction, moisture content, drying rate and heating value when the wastes were dried at different weight mixing ratio and for different microwave irradiation time. The drying process were carried out in a microwave oven, the combined drying process with a 2,450 MHz frequency and 1 kW of power. Maximum dry rates per unit area on the microwave drying of mixtures with chemical wastewater sludge and anthracite coal were $35.5kg\;H_2O/m^2{\cdot}hr$ for Cs90-Ac10; $40.1kg\;H_2O/m^2{\cdot}hr$ for Cs80-Ac20 and $35.0kg\;H_2O/m^2{\cdot}hr$ for Cs70-Ac30. The result clearly indicated that moisture can be effectively and inexpensively removed from the wastes through use of the microwave drying process.

• 대한환경공학회지
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• 제32권4호
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• pp.341-348
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• 2010

유중 건조 공정의 기본 원리는 수분과 비열차이가 있는 오일을 가열할 때 온도 차이에 따라 형성되는 슬러지 내부의 급격한 압력 변화를 이용한다. 즉 슬러지 내부에 발생하는 급격한 압력 상승이 이루어질 때 슬러지 공극을 통하여 수분이 빠르게 배출하도록 하는 것이다. 본 연구의 목적은 유중 건조공정 중 다양한 운전 변수가 건조효율에 미치는 영향을 구체적으로 규명하기 위한 것이다. 변수 연구를 위하여 일련의 건조 실험과 수치해석을 시도하였으며 그 결과 건조온도, 건조시간, 폐오일종류, 슬러지 종류 등 중요 실험변수에 따른 건조곡선이 얻어졌다. 건조 온도 변화에 따른 연구 결과는 폐오일의 종류에 관계없이 $140^{\circ}C$ 이상으로 운전하는 것이 건조효율에 유리한 것으로 나타났으며 이 결과는 수치 해석적 결과로도 확인되었다. 그리고 슬러지 직경의 경우 직경이 감소할수록 효율적으로 건조되는 경향으로 보였으며 이는 비표면적의 증가에 기인하는 것으로 판단되었다. 오일 종류나 물성의 변화에 대한 연구에서는 오일의 점도가 가시적인 영향을 주는 것으로 나타났다. 특히 점도가 높은 오일의 경우 건조 초반에 수분 증발이 현저히 지체되는 현상이 나타났다. 그러나 건조온도 $140^{\circ}C$ 이상에서는 이러한 지체 현상이 감소하는 결과를 나타내었다. 슬러지 종류에 따른 연구에서는 전체적으로 큰 차이를 나타내지는 않았으나 하수슬러지가 다른 종류의 슬러지에 비하여 좀 더 가시적으로 양호한 수분제거 양상을 나타내었다. 수치 해석적 연구는 실험적 연구에 대한 상호보완적인 연구로서 가능성을 보였으나 복잡한 세부모델에 대한 경험적인 모델개발의 필요성이 제기되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권7호
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• pp.694-699
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• 2008

유기성 슬러지의 직접 매립 금지와 가까운 장래에 해양투기가 금지될 전망이므로 발생되는 슬러지의 적절한 처리에 대한 발전된 기술의 연구가 필요하다. 본 연구에서는 슬러지 건조기술 중 하나인 폐유를 활용하여 하수슬러지를 유중 건조시키는 방법에 대한 연구를 수행하였다. 이 공정의 기본 원리는 오일을 가열함으로써 형성되는 급격한 압력변화에 의해 슬러지 공극을 통하여 수분이 빠르게 증발하도록 하는 것이다. 일련의 건조 실험 결과, 건조온도, 건조시간, 오일종류, 슬러지 형상 등 중요한 실험변수에 따른 건조곡선이 얻어졌다. 건조 오일로 폐식용유를 사용한 경우 건조시간에 따른 수분함유량 변화는 건조시간 10분이 지나면서 현저히 감소하기 시작하여 14분 이후에는 건조온도에 관계없이 수분함유량이 5% 이내로 감소하였다. 유중 건조 온도는 120$^{\circ}C$에 비해 140$^{\circ}C$ 이상에서 수분 증발이 급격히 증가한 것으로 나타났다. 그러나 140$^{\circ}C$ 이상에서는 큰 차이를 나타내지 않았다. 슬러지 직경이 감소할수록 효율적으로 건조되는 것으로 나타났는데 이는 단위체적당 표면적의 증가에 기인하는 것이다. 오일 종류의 변화에 따른 영향을 살펴보면 폐 엔진오일을 사용한 경우 점도가 증가함에 따라 폐식용유에 비하여 수분 증발이 현저히 지체되는 현상이 나타났다. 그러나 건조온도 140$^{\circ}C$ 이상에서는 120$^{\circ}C$에 비하여 건조시간이 경과함에 따라 수분 증발이 비교적 크게 증가하는 결과를 나타내었다. 그러므로 폐오일의 종류에 관계없이 건조온도는 140$^{\circ}C$ 이상으로 유지하는 것이 바람직한 것으로 사료된다.

• 분석과학
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• 제10권6호
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• pp.418-426
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• 1997

고주파를 이용한 오니의 건조특성에 대하여 살펴보고 재래식 건조특성과 비교 분석하였다. 고주파 건조는 빠른 속도와 높은 효율을 보였다. 재래식 건조에서는 항율건조기간이 나타나지 않았고 수분은 모세관현상에 의하여 이동하였다. 오니의 수분 중 자유수와 결합수는 존재하지 않았다. 고주파 건조에서 감율건조기간이 두 부분으로 나타났으며, 수분의 이동은 확산에 의하여 일어났다. 증발 표면적이 커질수록 수분의 제거가 촉진되었고, 오니의 지름이 커질수록 넓은 범위의 항율건조 기간이 나타났으며, 모양에 따라서도 건조특성이 다르게 나타났다. 고주파 건조에서는 오니의 중심부에서 가장 먼저 온도가 상승하였으며, 항율건조기간에서 $80{\sim}100^{\circ}C$로 일정하게 유지되면서 가장 높았다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권11호
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• pp.1154-1161
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• 2006

하수 및 상수 처리장에서 발생되는 탈수케이크의 감량화와 재활용 가능한 물질로 생산하기 위한 방안으로 공기건조장치를 구축하였다. 80 m/sec의 공기속도와 30 $m^3/min$의 공기유량, 그리고 공기온도 $40^{\circ}C$로 운전되는 공기건조장치에 함수율 80 wt%이상의 탈수 케이크를 공급하여 건조하였다. 공기 건조장치는 Air Ejector에 의한 고속유동장과 사이클론에 의한 선회 유동장으로 구성되어 있는데, 투입된 탈수 케이크는 선회 유동장에서 1차 파쇄되고 선회 유동장에서 입자간의 충돌효과에 의해 성형되어 최종 구형의 건조분말을 생산한다. 함수율 82.5 wt%인 하수슬러지를 1.0 kg/min의 양으로 탈수 케이크를 공급하여 평균 함수율 62.3 wt%, 평균 입경 2.4 mm인 건조분말을 회수하였다. 이때 수분제거율은 0.1 $H_2O{\Delta}kg/min{\cdot}DS$ kg, 공기소모량은 170 $m^3/DS$ kg로 분석되었다. 동일 조건에서 상수 슬러지를 공기건조하였을 때 함수율은 47.5 wt%로 감소하였으며 평균 입경은 2.1 mm 그리고 수분 제거율은 $H_2O{\Delta}kg/min{\cdot}DS$ kg으로 증가하였으며 공기소모량은 180 $m^3/DS\;kg$로 증가하였다. 즉 본 기술은 하수 슬러지에 비하여 상수 슬러지의 탈수 케이크를 건조할 때 효율적이며 열을 가하지 않고 공기만으로 건조하여 수분을 감량시키기 때문에 경제적인 슬러지 처리 방법으로 평가된다.

• 자원리싸이클링
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• 제6권1호
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• pp.40-46
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• 1997

하수처리에 있어서 오니 처분 문제는 아주 심각하다. 슬러지의 최종처분시 가장 중요한 비중을 차지하는 것은 수분제거하 할 수 있다. 슬러지 건조는 가열에 의해 고.액을 분리하여 재이용, 소각, 처분을 위한 전처리 공정이다. 본 연구의 목적은 초고주파로 하수오니를 건조후, 실험값과 이론값을 비교하기 위하여 수행하였다. 초고주파 건조는 속도가 빠르고 효율이 매우 높다. 건조시 물질전달은 1차원적이라 가정하였다. 건조속도곡선에서, 감율속도기간에서의 수분이동은 확산에 의한다. 두께 0.2cm인 시료에서 모델과 실험결과가 일치함을 알 수 있다.

• 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.

• 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.