*하수슬러지처리,처분방안 및 재활용방안*

(1)개요

일반적으로 폐수 등을 처리한후에 남는 슬라임 형태의 잔류물과 제조업의 제조공정에서   발생하는 슬라임을 보통 오니라고 한다.

오니에는 유기성과 무기성으로 나뉘며 유기성오니의 대표적인것으로는 활성오니법에 의한

처리후의 오니와 펄프폐액에서 발생하는 오니 등이있다.

무기성오니의 대표적인 것으로는 보오크사이트에서 알루미나를 제고할 때 발생하는 赤泥,

정수장의 침전지에서 생성되는 오니, 식물류,광물류의 정제공정에서 발생하는 폐백토등이

있고,그 종류도 다양하다. 더욱이 유해물질이 섞여있고,함량이 높은 것이 많아 매우 처치곤란한 것이 되고 있다.

현재 하수 슬러지 처리,처분에 이용되고 있는 단위공정은 처리목적과 기능에 따라 다음과

같이 구분할 수 있다.

* 농축 → 혐기성소화  → 탈 수 →   건  조   →  매립,토양개량제

퇴비화   →  토양계량제,유해성검토후 녹농지의비료

지렁이사료 →  지렁이사육,토양개량제

고 화    →  매립,복토재

소 각    →  매립,소각재건설자재화(벽돌,시멘트원료

용 융    →  건설자재(로반재,경량골격,블록),매립

열분해   →  가스,오일.타르등의 연료화

육상매립

해면매립

해양투기

위와같이 처리 프로세스·중간프로세스,최종처분프로세스로 2가지로분류하면

①처리·중간프로세스: 농축,소화,기계탈수와 같이 감량화가 주목적

처리는 최종처분을 위하여 탈수케잌을 감량.안정화시키는 방법으로 소각,용융,고화등이해당

②최종처분프로세스: 처리공정에서 발생되는 최종산물을 매립 또는 재이용하는 것이다.

(2)우리나라 오니발생 및 처리현황

①하수오니는 폐수처리량과 밀접한 관련이 있으므로 하루에 17,317천톤 발생

②오니량은 처리량의 약 0.03%에 해당되는 연간 128만톤이 발생(98년 기준)

③이런추세로 하수오니가 발생하면,2001년 212만톤, 2006년 285만톤 발생예상

④하수오니발생량 약 76%인 968천톤 매립으로, 20%인 258천톤 해양투기로, 3.5%인 45천톤

퇴비등으로 재활용, 300백톤 소각

⑤소요비용:매립:91억원(톤당:19,747원), 해양투기:47억원(18,214원),재이용:1.6천만원(3,608원)

소각:11백만원(36,667원) 소각에비해 재이용비용은 1/10에 해당

⑥총연간 오니처리 비용은 240억원이 소요되고 있다

(3)하수오니의 유효이용

하수오니의 유효이용 용도는 하수도의 보급에 따라 증가되고 있고,하수오니를 탈수처리한 탈수케잌의 매립등으로 매립장의 감소화가 대두되고,특히 대도시에서 심화되고 있다.

하수오니의 주용도는 비료,토양계량제,콘크리트용 첨가제,노반제 등에 쓰이고 일부는 연료로

사용되고있다.

제지공장,피혁공장 혹은 각종 음식료품 제조공장에서 발생되는 유기성슬러지는 풍부한 유기질과 미생물로 되어 있어 여기에 식물성 오니인 톱밥,연소재,계분 등을 혼합하여퇴비장에서

자연발화시켜 유기질비료를 제조 한다.

(4)처리(처분)방안 검토(소각.용융.열분해.고화.퇴비화.건조.육상매립.해양투기.슬러지재이                          용.시멘트 원료로 사용하는 방안)

①소 각

㉠공기중산소이용 가연성물질을 연소시키는방법으로 유기물을 무기물화를 위한 부패성물질

처리를 위한 안정화등의 폐기물 처리공법으로 이용됨

㉡유해폐기물의 경우 슬러지 특성상 안정화 및 안전화 효과보다는 매립장의 한계를 극복하기 위한 감량화 문제가 우선시 되므로 대도시 위주로 추진됨(선진국 경우 매립->소각전환)

㉢소각장점:위생처분가능.부패성이없다.탈수케잌비해혐오감이없다.슬러지용적이10-20%로감소

㉣효율성이나 안전성등이 소각 대상 물질에 따라 변화 하여 여러종류의 방법이 있으며 아직    도 꾸준히 연구가 진행중에 있다.

②용 융

㉠소각후 소각재의 감량화와 소각제안에 포함된 중금속등의 문제로인해 최근 용융이 관심을

끌게 되었다. 용융은 중금속을 슬래그속에 포함시켜 최종적으로 슬래그를 건축자재로 이    용하는 등의 연구가 진행되고있다

㉡종류는 가열방법에 따라 불을사용하는 화염로와 전기로로 구분

열원에따라 탄소원의 연소열을 이용하는 것과 전기를 이용하는것으로구분

㉢표면용융로: 슬러지 자체의 열량을 이용하는 시스템

COKE BED용융로: 높은 열량의 석탄을 이용하여 높은 온도를 유지 하면서 고온의 용융

온도를 유지가능

㉣일본 아베시 후타카미 하수처리장의 경우 슬래그 생산을 최소화하기 의해, 염기도 조정을

위한 무기보조제를 전혀 사용하지 않는다

*기본계통도: 탈수케잌 호퍼→ 간접건조기(스팀)→ Reflect melting furnace→ 폐열보일러

→ 배기가스 처리탑→ 습식전기집진기→ 굴뚝

③열분해

㉠ 원리: 원료물질을 무산소 상태에서 가열하여 가스,오일,타르등으로 분해

㉡산소나수증기,고온의 이산화탄소를 주입하지 않고 간접 가열에 의해서 탄화물질 또는 탄    화수소 물질을 기체,액체,고체물질로 분해하는것 → 가스화.액화

㉢열분해는 건조공정이 전처리로서 반드시 필요하다.

열분해공정	운전조건	생성물분포
고온저압 부분 탈수 열분해	온도:250-350。C 압력:100-170 기압	오일과타르: 60-70% 가 스: 3-40%
고온 저압 온전 탈수 열분해	온도:250-450。C 압력: 대기압	오일:53-60% 타르:35-40% 가스:10%

④ 고화

㉠탈수케잌에 고화제를 첨가하여 슬러지의 물리적성상,화학적성상을 개선하여 최종처분의

작업능률의 촉진, 중금속류등의 유기물질의 무해화,안정성을 도모함

㉡목적: 토질의 역학적 강도의 증가.침적에의한 고체붕괴방지.유해폐기물의 용출방지.

악취발생방지

㉢고화종류: 생석회를 이용한 고화.시멘트 고화,아스팔트 고화.제강전로슬래그를 이용한고화

⑤퇴비화

㉠유기성 폐기물을 토양미생물의 작용에 의하여 호기성조건에서 분해시켜 나온 퇴비를

녹농지에 이용하는 것을 목적으로한다.

㉡장점: 분해중에생긴 발효열에의해 유해세균 살균,퇴비화된슬러지는 탈수케잌에비해 취급우          ,수.토양개량제등의 유효한 자원으로 활용가능

㉢과정: 1차 발효 → 2차 발효 → 가 공 → 저 장

㉣퇴비화의 조건: 유기물(C/N비)= 25-35. PH:7-8. 함수율:50-60%. 온도:55-65。C

퇴적높이:1-2m 전후

㉤종류: 퇴적 통기방식. 입형원통방식. 입형다단방식 횡형교반방식. 원형교반방식

⑥건 조

㉠건조공정은 함수율이 75-80%인 탈수케잌을 함수율 60-50%로 수분함량을 감소시키는       공정으로 매립이나 재자원화의 전처리공정으로 선택 되기도 한다.

㉡용인환경사업소 중금속 성분이 적은 슬러지로 시간당 3톤식 처리 규모로(직접가열식 다단    로형식) 건조기설치 함수율85%-->20-40%까지 건조시켜 인근 녹농지에 보급 재이용함

㉢스위스 건조기술: 70-80%함수율의 슬러지를 저장탱크에서 피스톤펌프에의해 2단계 건조    설비로 이동. 첫 번째 단계에서는 긴 튜브를 통해 농축슬러지를 수직으로 떨어뜨리면 내    부 원통의 열처리된 드럼벽위에 얇은 층속으로 뿌려지게되고 이와동시에 슬러지 유출 방    향으로 옮기게 되면 슬러지가 50-55%까지 건조하게 된다.

이와 같이 건조된 슬러지를 샤프트를 통해 2단계로 진행 되어 1단계와 달리 드럼벽에뿐만

아니라 슬러지를 건조 시키는 회전통까지 가열된다.

이때 회전통의 속도는 8rpm정도이며 굵은 알갱이로된 건조슬러지가 생성되어 배출된다.

⑦육상매립 ⑧ 해양투기