슬러지 처리 및 자원 활용 프로그램 선택?

오수 처리로 인한 대량의 진흙이 마음대로 쌓이고 덤핑되어 환경에 새로운 오염을 초래하였다. 어떻게 이 진흙들을 잘 처분할 것인가가 이미 세계적인 관심의 화제가 되었다. 오늘날, 사람들은 진흙이 효과적으로 이용할 수 있는 자원이라는 것을 깨닫고 오염을 다스리면서 동시에 폐기물을 보물로 만들고 있다.

1, 슬러지 처리 방법

해양 투기가 금지됨에 따라 진흙 투기의 비율이 점차 줄어들고 있으며, 토지 매립도 점점 제한되고 있다. 매립은 대량의 토지를 차지하고, 상당한 매립 비용을 소비하며, 오염을 근절할 수 없기 때문이다. 앞으로 몇 년 안에 미국의 대부분의 진흙 매립지가 폐쇄될 것이며, 유럽연합은 매립과 소각을 결합해야 하며 소각재만 매립할 수 있도록 규정하고 있다. 사람들은 슬러지 처리의 우선 순위가 감소, 활용 및 폐기 [1], 슬러지 감소, 안정화 및 무해화 처리가 일종의 자원화 재사용으로 주류가 된다는 것을 깨달았다. 진흙 이용은 토지이용과 열에너지 이용으로 나눌 수 있는데, 구체적인 방법은 퇴비, 알칼리 안정화, 열건조, 소각 등이다.

1. 1 퇴비는 슬러지 내 미생물을 이용한 발효 과정이다. 일정 비율의 팽창제와 조절제 (예: 짚, 짚, 톱밥, 생활쓰레기 등) 를 넣는다. ) 진흙으로, 미생물 군락을 이용하여 습한 환경에서 각종 유기물을 산화시켜 부식질류로 전환한다. 연구에 따르면 퇴비 후의 진흙은 푸석푸석하고 양이온 교환량 (CEC) 이 크게 증가하여 용중량이 낮아져 식물에 이용될 수 있는 양분이 증가하고 병원균과 기생충알이 거의 완전히 살해된 것으로 나타났다 [4].

현재 사용되는 방법에는 정적 퇴비와 동적 퇴비의 두 가지가 있습니다. 일부 지역에서는 여전히 전통적인 막대 정적 통풍 굴뚝을 사용하고 있으며, 일부 선진국에서는 현대화된 산업화 발효 통창고 기술을 많이 채택하고 있다. 예를 들어, 1990 년대 말까지 일본은 35 개의 슬러지 퇴비 공장을 건설했는데, 그중 가장 규모가 큰 곳은 홋카이도 삿포로에 위치해 있으며, 대형 발효창고와 생산 라인을 갖추고 있어 기계화와 자동화 수준이 높다 [2]. 국내 당산 상주등도 발효창고를 이용하여 진흙을 처리한다.

1.2 알칼리 안정화란 진흙에 석회나 시멘트 가마재 등 알칼리성 물질을 첨가하여 진흙의 pH 값을 일정 기간 동안 pH> 12 이상 유지하면서 강한 알칼리성과 석회로 방출되는 대량의 열을 이용하여 병원균을 죽이고 악취를 줄이고 중금속을 무뎌 처리한 진흙을 말한다

알칼리 안정성의 두 가지 주요 처리 방법은 N- 바이러스 토양과 농업 토양이다. 전자는 알칼리도가 안정된 후 기계 전복이나 기타 방법을 통해 빠르게 진흙을 건조시키는 것이고, 후자는 알칼리성 물질을 혼합한 후 퇴비를 만드는 것이다. 미국 아이슨 테크놀로지사는 N-Viro 장비 전체를 개발하여 미국 호주 등에서 사용하고 있습니다. 자동화 수준이 높고 습슬러지 처리 능력이 50 ~ 240t/d 1.3 열 건조에 달할 수 있습니까? 열 건조는 열에너지를 이용하여 진흙을 건조하는 것이다. 건조한 슬러지는 입상 또는 분말 모양이며 부피는 원래의 1/5 ~ 1/4 에 불과합니다. 또한 수분 함량이 10% 이하이기 때문에 미생물 활성이 완전히 억제되어 곰팡이가 나는 것을 방지하고 저장과 운송에 유리하다. 열 건조 과정에서 고온멸균이 철저하여 제품이 위생 지표에 완전히 도달하여 진흙 성능을 개선하였다. 이 제품은 대체 에너지 및 토지로 사용할 수 있습니다. 1990 년대에는 열건조화 기술이 급속히 발전하여 2000 년 세계 건조슬러지 생산량은 1, 990 의 10 배 [5] 였다. 현재 오스트리아의 Andritz, 벨기에의 Seghers, 미국의 Bio-Gro 는 기술적으로 장비 시장을 앞서고 있습니다. 이 설비는 증발량이 0.5~ 10t/h/h (수분 20% 의 젖은 진흙을 처리하는 것과 같음) 로 자동화 수준이 높고 안전 성능이 좋다.

열건조화는 가열 방식에 따라 직접 가열과 간접 가열으로 나눌 수 있는데, 그 중 유럽 최대 직접 가열 슬러지 건조공장 Bransands (증발량은 7×5000kg/h), 세계 최대 간접 난방 슬러지 건조공장 스페인 바르셀로나 (증발량은 4×5000kg/h) 이다. 국내 대련, 진황도, 서주도 진흙 열건조화 생산 연구를 실시하여 모두 직접 가열 방식을 채택하였다.

1.4 소각

소각을 통해 진흙 속의 풍부한 바이오에너지는 전기를 생산하는 데 사용되어 진흙 부피를 최소화할 수 있다. 소각 과정에서 모든 병균과 병원체, 유독하고 유해한 유기잔류물은 산화분해된다. 소각재는 시멘트 생산의 원료로 중금속을 콘크리트에 고정시켜 환경에 다시 들어가지 않도록 할 수 있다. 단점은 소각 과정에서 다이옥신 등 대기 오염물이 발생한다는 것이다. 현재 가장 널리 사용되는 소각 설비는 스트리밍 침대 소각로입니다. 슬러지 수분 함량이 38% 이상에 이르면 보조 연료를 추가하지 않고 직접 연소할 수 있다 [6]. 진흙 소각은 일본과 유럽 국가들에서 비교적 보편적이며, 일본 6 1% 의 진흙이 소각되었다.

또한, 새로운 열 에너지 이용 기술인 저온 열분해, 즉 400 ~ 500℃, 상압, 저산소 상태에서 슬러지에 포함된 규산 알루미늄과 중금속 (특히 구리) 의 촉매 작용을 통해 슬러지의 지질과 단백질을 탄화수소로 변환하고 있으며, 최종 생성물은 기름, 탄소, 탄소이다 열분해 전의 진흙 건조화는 이러한 저급 연료 (탄소, 가스, 물) 의 연소를 이용하여 에너지를 공급하여 에너지 순환을 실현할 수 있다. 열분해에 의해 생성 된 오일 (품질은 중유 연료와 유사) 도 전기를 생산하는 데 사용될 수 있습니다. 최초의 산업 규모의 슬러지 정제소는 오스트레일리아의 퍼스에 위치해 있으며 생산능력은 25t/d [6] 이다.

슬러지 이용 계획 선택?

수많은 슬러지 활용 방안에 직면하여 Bridle 등은' 환경건강안전, 자원회수, 자원투입생산비, 효과비' 의 네 가지 측면에서 슬러지 활용 방안의 지속 가능성을 평가하는 수명 주기 평가 방법 [7] 을 제시했다. 지역마다 발전의 차이로 결론이 다르기 때문에 현지의 실제 상황에 따라 적절한 진흙 이용 방안을 선택해야 한다.

2. 1 슬러지 이용의 잠재적 위험 슬러지 이용은 엄격한 환경 위생 기준을 충족해야 하며 새로운 환경 피해를 초래할 수 없다. 진흙이 이용하는 환경문제는 중금속과 질소가 토양, 작물, 수역, 병원체 오염에 미치는 영향이기 때문에 잠재적으로 위험하다. 진흙의 열에너지 이용은 의심할 여지 없이 위험이 가장 적고, 토지 이용은 엄격하게 관리해야 한다. 중금속 함량이 농용 슬러지 기준보다 낮아야 농작물에 사용할 수 있고, 진흙 비료의 시용은 엄격하게 정량화하여 중금속의 축적을 통제하고 질소인 침출에 의한 수역의 오염을 줄여야 한다. 병원체 오염의 경우 열 건조는 안전하다. 고온 살균이 철저하기 때문에 제품은 미생물의 활동을 완전히 억제할 수 있기 때문이다. 알칼리성 안정성은 기본적으로 안전 기준을 충족시킬 수 있습니다. 퇴비는 안전을 보장하기에 충분하지 않다 [8, 9]. 소량의 병원체 생존이 있고 제품 수분이 높으면 (보통 30 ~ 40%) 병원체 부활이 가능하기 때문에 퇴비 방안을 채택할 때 퇴비의 질, 장소 및 시용장 관리를 강화해야 한다.

2.2 활용 방법 비교? 진흙 토지의 이용은 식물 생장에 필요한 양분을 회복하고 토양의 물리적 특성 (용중량을 줄이고 침투성과 보수성을 높임) 을 개선할 수 있지만, 진흙은 반드시 안전해야 한다. 소각은 열에너지를 회수할 수 있을 뿐만 아니라 건류로 기름가스도 추출할 수 있다. 연료로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 사염화탄소 등 화공 제품에도 사용할 수 있어 광범위한 공업 이용 전망을 가지고 있다. 따라서, 진흙이 농업에 사용될 수 없거나 진흙의 양이 농업 수요보다 클 때 소각도 하나의 선택이다. 앞으로 유럽에는 30% 의 진흙 토지 이용과 70% 의 열 이용이 있을 것이다. 모든 방안 중에서, 열 건조가 의심할 여지 없이 가장 유연하다. 농업슬러지는 열을 거쳐 건조된 후 양질의 알갱이 비료를 형성하여 보급하기 쉬우므로 포장 판매에 적합하다. 비농슬러지의 경우 직접 소각하든 건류제 기름이든 먼저 열건조를 해야 한다. 따라서 열 건조는 모든 슬러지에 적용되며, 그 제품도 가장 널리 사용되고 있다.

2.3 기타 요인? 운영비와 경제성은 방안 선택의 중요한 요소 중 하나이다. 일반적으로 소각 비용이 가장 높고 (다른 공정의 2-4 배 [2]), 다른 방안의 종합 비용 차이는 크지 않다. 정적 누적 기술을 이용하여 퇴비를 하면 비용이 가장 낮지만 생산주기가 길어 토지를 많이 차지하여 주변 환경에 심각한 영향을 미친다. 발효창고를 사용하면 설비 투자 및 운영 비용이 증가하고 복합비료를 만들려면 과립 설비를 건조해야 하기 때문에 비용 우위가 크게 약화될 수 있다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 성공명언) 따라서, 슬러지 이용 비용을 고찰할 때, 통일된 제품 품질 기준과 환경 영향 기준을 기초로 설비 투자, 운영 비용, 토지가격, 노동가격 등을 종합적으로 평가해야 한다. 슬러지 처리 시설의 위치는 방안 선택의 결정적인 요소 중 하나이다.

일반적으로 슬러지는 운송 비용을 절감하고 젖은 슬러지 운송으로 인한 오염을 줄이기 위해 근처에서 처리해야 한다. 슬러지 처리 과정은 악취, 독성 유해 가스, 병원체 등 환경 문제를 일으킬 수 있기 때문에 부지 선정은 방안 선택에 결정적인 영향을 미친다. 오수 처리장이 시내에서 멀리 떨어져 있고 유휴 토지가 있다면 퇴비는 합리적인 선택이다. 생산지가 부족한 상황에서 열 건조가 우세하다. 점유 면적이 작을 뿐만 아니라 엄격한 환경 기준 (배기가스가 엄격한 먼지 제거 후 배출되고 공장 내 기체도 탈취 처리) 을 달성할 수 있다. 독일, 스위스 등에서도 진흙 열 건조화 공장은 모두 시내나 관광지에 건설되었다.

지역마다 실제 상황에 따라 진흙 제품의 용도와 요구 사항이 다르며, 슬러지 처리 및 활용 방법도 다르다. 예를 들어 유럽에서는 퇴비에 사용되는 슬러지의 65,438+0%, 미국도 4 ~ 5% 에 불과하지만 퇴비는 호주에서 인기가 많다 (특히 알칼리 안정화 후 [8]). 예를 들어 시드니 수처리그룹의 진흙 25% 는 퇴비에 사용되고 54% 는 알칼리성 안정 [65,438+00] 에 쓰인다. 호주의 많은 토양은 산성이기 때문이다. 미국 동해안의 진흙 열건조화는 빠르게 발전하고 있다. 그곳의 진흙은 인근 농업에 직접 사용할 수 없기 때문에 저장과 수송이 용이한 알갱이 비료를 만들어 플로리다 서부의 감귤 농장 [1 1] 으로 판매하거나 운송해야 하기 때문이다. 처리 후 진흙의 성질과 용도가 진흙 활용 방안의 선택을 제약한다는 것을 알 수 있다. 따라서 먼저 상세한 시장 조사를 실시하고, 진흙이 이용하는 시장과 용량에 따라 진흙의 최종 출로를 결정해야 최적의 진흙 처리 방안을 선택할 수 있다.

3. 결론

진흙은 감량, 안정화, 무해화 처리를 거쳐 자원으로 종합적으로 이용할 수 있다. 현재 이용 방향은 토지 이용과 열 이용이다. 지역별 진흙 이용의 다양한 경험에 직면하여 본 지역의 실제 상황에 따라 환경, 생태, 사회, 경제적 이익의 균형을 겸비하고, 각종 방안을 실시할 수 있는 가능성을 진지하게 전면적으로 논증하고 최적의 방안을 선택해야 한다.

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