수열처리방식을 적용한 하수슬러지의 연료자원화 기술

• 발행기관: 한국환경에너지공학회
• 저자명: 김우현 임정빈 이주완
• 간행물 정보: 『한국환경에너지공학회 학술대회지』2019년 춘계학술발표회, 140~140쪽, 전체 1쪽
• 주제분류: 공학 > 환경공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2019.06.20

국문 초록

일반적으로 하수처리장의 하수처리공정에서 발생하는 하수슬러지는 대부분 1차 탈수공정을 거쳐 80%가 넘는 수분을 함유한 상태로 배출되고 있으며, 하수슬러지는 하수처리공정이나 소화조의 운전상태, 사용하는 응집제, 배수유역의 지형, 차집관로 방식 등에 따라 각각 다른 특성을 나타낸다. 현재, 하수슬러지를 건조하여 신재생에너지로 활용하는 방식이 바람직한 방안으로 대두되고 있으나, 건조에 소요되는 에너지소비량이 많아 경제성에 어려움이 있다. 하지만 저렴한 운영비용과 유기물의 가용화 촉진으로 건조효과를 극대화 할 수 있는 수열처리 기술을 통하여, 하수슬러지 내 유해원소 제거 및 고형분말 연료화 하는 기술의 보편성과 실효성이 입증될 경우 신재생에너지로 활용하는 측면에서 큰 효과가 예상된다. 지금까지 하수슬러지는 퇴비화, 소각 그리고 매립 등의 처리방법으로 대부분이 처리되고 있으며 매립을 제외한 처리기술은 건조나 탄화방식으로 감용화하거나 연료화하는 방식이 주를 이루고 있다. 하지만, 건조 또는 탄화는 높은 에너지 소비로 경제성이 취약하고, 일부 열량을 높이기 위해 첨가하는 혼합재(톱밥, 유연탄분말, 화석연료의 폐유)로 인한 연소가스 내 유해원소가 많이 함유되어 있는 문제를 가지고 있다. 본 연구는 수열처리기술을 통해 하수슬러지를 저비용으로 효과적인 처리를 하고자 한다. 수열처리기술은 고온과 고압 상태에서 물의 아임계수(Subcritical water) 조건을 이용하여 유기물의 분해 및 탄화를 진행하는 방법을 말하며, 다른 촉매 사용없이 빠른 시간내에 반응이 진행되고 기존의 탄화 조건인 400~500℃ 보다 낮은 온도인 약 200℃ 정도에서 반응이 이루어진다. 물은 아임계근처에서 특이한 물리적 특성을 가지게 되고 강한 용매특성을 지녀, 유기성물질을 분해하여 고분자특성을 가용화되는 저분자 특성으로 변태하는 과정에서 물질의 점성을 현저히 낮추고, 아울러 물질입자의 미세화를 수반한다. 이는 물질내부의 건조가 어려운 내부수를 물질외부로 노출시킴으로서, 내부수를 표면수화하여 반응 후 건조를 용이하게 만들어 건조 비용을 낮추는 효과가 있다. 당사가 보유하고 있는 수열처리장치(HTE , Hydrothermal Treatment Equipment)는 운영상 에너지투입이 비교적 적고(반응온도가 낮음) 반응과정에서 증기와 함께 배출되는 가스 그리고 반응물을 고액 분리할 때 발생하는 탈리액을 통하여 유해원소를 배출시킴으로서 연료로 사용하고자 하는 최종 반응 잔류 고형물은 유해원소가 적은 비교적 청정한 연료로 활용할 수 있다는 장점이 기대된다.

키워드

하수슬러지 건조 수열처리 아임계 연료화