슬러지 자원화
기출 유형
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하수 슬러지 자원화 방안
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키워드
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현재 효과적인 방법이 없으므로 혐기성소화를 통해 감량화하고 이 과정에서 발생하는 바이오가스를 활용하는 것이 최선
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1. 개요
1) 2010년 ~ 10,000m3/d 이상의 하수처리장 슬러지 직매립 금지
(단, 매립가스 회수시설의 경우 함수율 75%이하 슬러지, 500m3/d 한하여 가능)
2) 음폐수, 가축분뇨(2012~), 하수슬러지(2015~) 런던협약으로 슬러지 해양배출 금지→자원화 대책 대두화
3) 하수슬러지에는 질소, 인등이 풍부하게 함유되어 자원으로 가치 높음
4) 자원화 방법에 제약이 많아 현재로써는 혐기성 소화를 통한 감량화 및 에너지 회수 및 활용이 최선
(표면적으로는 자원화이나 실상은 고에너지 소비, 비용낭비, 도시하수슬러지 비료화금지등 문제 발생)
2. 하수슬러지 발생 및 자원화 현황
슬러지 발생현황
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발생량
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매립
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소각
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자원화
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해양
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100%
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25%
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25%
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50%
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0%
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2-1. 자원화 현황
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연료화
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시멘트, 경량골재
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비료화
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44%
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44%
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12%
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1)연료화 : 함수율 10% 이하로 건조, 탄화루 화력발전소로 공급
2)시멘트연료 : 건조물, 탈수케익 형태로 시멘트 공장 공급
3)비료화 : 비료관리법에 따라 “하수슬러지”의 경우 비료생산 불가 → 부숙토 활용
3. 자원화 방법
1) 건조
-원리 : 슬러지에 직,간접적으로 열을 가하여 수분 제거
-방식 : 직적가열, 간접가열
-장점 : 처리시간이 짧고 감량효과 양호, 건설비 저렴
-단점 : 악취, 응축수 발생, 에너지사용량 큼, 장기간 보관 시 함수율 증가
2) 탄화
-원리 : 슬러지를 무산소 상태에서 400도씨 가열 → 탄화물 생성
-활용 : 시멘트원료, 대체 연료, 활성탄 원료
-장점 : 처리시간이 짧고 감량화 우수, 수요처 많고 보관 용이
-단점 : 외국기술 의존도 높음, 석탄대비 가성비 떨어짐
3) 퇴비화
-원리 : 슬러지 내 유기물을 호기성 조건에서 분해 및 안정화 → 퇴비생산
-장점 : 운영비 저렴, 환경영향 적음, 감량효과 우수
-단점 : 긴 처리시간, 하수슬러지는 퇴비화 불가
4. 자원화의 문제점
1) 연료화 : 자원화를 위한 건조작업 시 에너지로 고가의 LNG 사용
2) 시멘트연료 : 시멘트 공장 공급시 돈을 지불하고 납품해야됨 자원화를 위한 비용 지불 발생
3) 비료화 : 하수슬러지의 경우 비료화가 불가하여 부숙토로 활용되나 부숙토는 대체품이 많아 활용률 떨어짐
5. 하수슬러지 에너지 이용
1) 소화 가스 : 소화조 가온용 보일러, 슬러지 소각로 보조연료
2) 건조 슬러지 : 고체연료
3) 소각 ․ 용융로 배기가스 : 백연방지 예열, 슬러지 케익 건조화에 이용
4) 슬러지 탄화물 : 흡음제
6. 슬러지 에너지 이용에 있어서는 다음의 각 항목에 유의하여야 한다.
1) 이용 가능한 에너지량의 변동을 충분히 파악
2) 에너지수지를 종합적으로 검토하여 장치 용량을 결정
3) 처리 공정 전체의 에너지 절약에 대하여 고려
4) 시스템 전체의 경제성에 대하여도 고려
5) 필요에 따라 여유 장치를 설치