타격기류 건조장치에 의한 하수슬러지의 건조 실증실험에 관한 연구

Abstract

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 <TEX>$80^{\circ}C$</TEX>, 투입슬러지 함수율 60%, 슬러지 투입속도 60kg/h이며, 이때 장치성능은 생성슬러지 생성수율 85.5%, 함수율 11.0%, 건조효율 81.7%으로 양호한 결과를 나타내었다. Effective drying method of sewage sludge is researched in this study. To dry the sludge, chain crusher flash dryer was adopted to remove moisture content in the cell which is mostly responsible for the sludge moisture content. And Pilot plant experiment was conducted in real life sewage treatment plant to study effect and characteristics of operating conditions. Operating variables include sludge feeding rate, rotational speed of chain, process temperature and feed moisture content. As rotational speed of chain increased, product yield of sludge increased, and the performance of the testing system increased. And, as process temperature increased, the sludge drying efficiency increased. It is found that optimum feed moisture content is at 60% which shows the maximum sludge product yield and about 10 moisture content(%) of sludge product. Sludge feed rate showed optimal value, and when the sludge feed rate is exceeded, sludge product yield did not increased but the amount of residue increased. Pilot plant experiment results are as follow. The optimal condition for the rotational speed of chain 1600rpm(max. speed), final sludge discharge temperature <TEX>$80^{\circ}C$</TEX>, feed moisture content 60%, and feed rate 60kg/h. When the plant was operated at the optimal conditions, the final product showed fairly good results such as sludge product yield 85.5%, moisture content 11.0% and sludge drying efficiency 81.7%.