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슬러지 열처리 공정 중 혁신적 공법 중 하나인 심층 습식산화 공법 및 초기단계 공법 중 하나인 가스화에 대해 소개한다. 심층 습식산화 공정 습식산화공정은 1984년과 1985년에 미국의 Longmont에서 작은 현장규모 시설로 최초 운영되었다. 이 기술은 산화제로서 공기 또는 산소를 사용하여 하수슬러지 내 유기물의 액화를 토대로 한다. 산화는 150 Mpa의 압력에서 최소 260도에서 이루어진다. 이 기술의 독특한 특징은 1500m 깊이의 샤프트에서 반응조를 운영함으로써 요구하는 압력에 도달하게 하는 것이다. 5% TS를 함유한 액체 슬러지는 산소와 혼합되고 반응조의 가장 바닥지점인 1500m까지 도달하는 튜브를 통하여 아래로 보내져 260도 온도와 150 Mpa의 압력에 도달하게 된다. 이것은 다시 튜..

WERF(Water Environment Research Foundation)은 기타 열처리 공정으로 수많은 슬러지 관리 기술들을 분류하였다. 이러한 기술들은 공인된 공법, 혁신적 공법, 초기단계 공법을 분류된다. 혁신적 공법 중 하나인 변환 공정에 대해 소개한다. 슬러지의 변환은 특히 유럽에서 가장 널리 사용되는 공정 중 하나이다. 변환공정의 세 가지 원리는 다음과 같다. 건조 슬러지에서 오일로의 열-화학적 변환 습식 슬러지에서 오일로의 열-화학적 변환 변환 및 소각 공정 열-화학적 변환 열-화학적 변환(저온 변환) 공정은 프랑스인 Shilbata(1939)에 의하여 처음으로 소개되었지만 1970년 후반이 되어서야 독일과학자들이 기본적인 변환과정을 이해하게 되었다. 이러한 공정에서 가장 중요한 역할을 ..

도시폐기물의 소각처리에 있어 적용 가능한 소각로 형식으로는 일반적으로 스토카식, 유동상식 및 회전로식의 3가지가 있으며 소각로 형식별 세부적인 내용은 다음과 같다. 스토카식 소각로 일반적으로 폐기물의 소각이 하나의 소각로 내에서 건조, 연소, 후연소의 3단계를 거치게 됨에 따라 일반적인 스토커의 구조는 견조화격자, 연소화격자, 후연소화격자를 가지고 있다. 이러한 화격자위에 폐기물을 일정량 확보하면서 소각하는 '매스(MASS) 연소'구조로 연소가 안정되어 있어서 연소열량의 변동이 폐기물질에 크게 좌우되지 않는다. 폐기물 수거차에 의하여 운반된 폐기물은 벙커에 일단 저장되고 폐기물 크레인에 의하여 투입호퍼에 공급된다. 호퍼 내의 폐기물은 하부에 설치되어 있는 공급 장치에 의하여 건조 스토커로 보내진다. 여기..

슬러지 소각에 있어 가장 많이 사용되는 방시은 다단식 소각로와 유동상 소각로이다. 로타리 킬른 방식도 사용처가 많은데 이 방식은 유해폐기물 소각에도 적용이 가능하다. 다단식 소각로 다단식 소각로는 내용물을 입힌 가열관, 중앙의 회전축, 일연의 평판상을 구성하는 교반팔( rabble arms)로 구성되어 있다. 이밖에 공기 송풍기, 연료 버너, 소각재 배출설비, 폐기물 공급설비가 부착되어 있다. 이 장치는 1934년에 하수 슬러지를 소각하기 위하여 설계되었으나 하수슬러지는 물론 하수, 타르와 같이 고상, 액상, 기상 가연성 폐기물의 연소에 사용할 수 있다. 슬러지나 입상 고형폐기물이 나선형 공급장치나 벨트식 문, 날개식 문(flapgate)으로 공급된다. 회전축은 폐기물을 상부 상에서 하부로 이동하게 하여..

점차 강화되는 법규 및 매립공간 부족으로 인해 슬러지 처리에 있어 소각공정의 대안으로 떠오르고 있다. 그러나 소각배가스 내 미세오염물 등으로 인해 소각공정이 제한되는 측면도 있으며 새로운 플랜트 건설 시 주민의 반대에 부딪히기도 한다. 퓨란(furan) 및 다이옥신(dioxin) 형성물질인 염소 함량의 경우 하수슬러지 소각 시 일반적 도시고형폐기물에 비해 훨씬 미량으로 존재한다. 하수슬러지 내 중금속은 휘발성, 염소의 존재 유무, 소각로 내 조건에 따라 소각배가스 내 존재할 수 있다. 그러므로 소각 공정을 운영/평가하기 위해서는 비산재 및 독성화합물 형성 등 환경문제에 밀접한 관계가 있는 슬러지 내 미세오염물, 중금속, 염소, 황, 인, 질소 농도에 대한 선행조사가 필수적이다. 또한 경제적 측면에서 공정..

슬러지 매립 처분은 광범위한 영역에서 연구가 수행되어 왔다. 최근의 관심 영역은 새로운 재료와의 병합 처리, 침출수와 가스 생성에 영향을 주는 인자들, 건조 효율을 최적화하는 방법, 매립지 내 슬러지 층의 이용에 의한 일시적인 메탄 방출의 저감에 대한 잠재성 등을 포함한다. 남아프리카 남아프리카에서는 반 건조 기후에서의 슬러지와 도시 고형폐기물의 병합처리가 침출수 발생을 증가시킬 수 있는지를 확인하기 위한 현장 및 실험실 규모의 실험을 수행하였다. 현장 셀은 1:5:5와 1:11의 비율로 슬러지와 도시 고형폐기물의 혼합물로 채워졌으며 폐기물만을 채운 셀을 대조군으로 하였다. 1년 후에 침출수가 발생되지 않았으며 셀을 관개하는 것으로 결정되었다. 관개 후에 침출수가 생성된 유일한 셀은 폐기물만을 넣은 경우..

미국 미국 EPA는 재이용을 강력히 권고하는 슬러지 처리의 위험도 평가 기법을 적용하였다. 슬러지 처분은 US EPA CFR Title 40에 의해 규제되며 핵심 부분은 Part 503 '하수 슬러지의 이용 혹은 처분 기준'이며 '503 Rule' 혹은 'Rule 503'으로 통용된다. Rule 503은 슬러지가 도시 고형폐기물과 매립지에 살포될 때를 제외하고는 모든 슬러지 처리와 처분 방법에 대한 단일 규제 체제이다. 이러한 경우 US EPA Regulation 40 CFR Part 258 Landfill Rule에서의 일반적인 매립 법규를 따른다. 2년 이하 동안 토지에 방치하는 것은 저장으로 간주된다. 재료가 2년 이상 토지에 잔류한다면 이 지역은 '활성 생고형물 설비'로 간주되어 Rule 503이..

대부분의 경우 슬러지는 처분의 대상으로서 매립지에 단순 반영된다. 폐기물 관리의 체계를 고려할 경우 단순 매립은 바람직한 방법은 아니다. 그러나 처리 비율 면에서 매립은 아직까지 여전히 가장 중요한 처분 방법 중 하나이다. 이러한 처리 경로는 많은 나라들에서 압력이 증가하고 있고 다음 세대에서는 처리량과 방법에서 큰 변화가 있을 것으로 예상된다. 미국 1998년 미국에서 추산된 매립이나 다른 육상 처분에 의한 슬러지 처분량은 17%이며 이는 약 연간 120만 톤의 건조 슬러지 량에 해당된다. 추가적인 20만 톤은 처리 후 매립장의 일일 또는 최종 복토재로 사용되었다. 이러한 수치는 처분량 중 41%에 해당하는 농업 분야의 토지 이용과 7%의 상업적 이용을 제외한 값이다. 198년 수치에 대한 지역적인 세..

대부분의 연구가 식용작물에 대해 이루어지기 때문에 농경지에 적용했던 동일한 원리들이 사용된다. 생물고형물의 비농경지 적용에 있어 미생물학적인 제한은 농경지 적용보다 덜 중요하지만 토양의 금속농도 제한은 장래의 식용작물 경작지 사용을 보호하기 위해 필요하다. 식용작물 재배에 생물고형물을 사용하는 것에 대한 압력이 증가하고 있기 때문에 특용작물에 대한 관심이 증가하고 있다. 토양 개간과 복구 농업용 비료로 사용되는 생물고형물에 적용되는 제약들은 어느 정도 토양 개간용으로 사용되는 것과 연관이 있다. 중요한 차이점은 적용률이 농업용 허가기준보다 더 클 수도 있다는 것이다. 왜냐하면 생성물이 적용되는 전 기간에 걸쳐 작물이 자라나는 것은 아니기 때문이다. 따라서 허용최대급속농도 도달률은 적절한 휴지기간을 두면 ..

생물고형물의 토지이용을 위해서는 환경법규가 필요하다. 부적절한 처리가 되었을 경우 문제가 발생하면 처분자나 사용자에게 법적인 책임이 따르게 된다. 대중에게 확신을 심어줘야 하고 전문적인 지식이 없는 사람들도 안전하게 운전조작을 할 수 있는 기술적 지침을 제공할 수 있어야 한다. 법규는 위험에 대한 지역적, 문화적 사고방식을 반영해야 한다. 중금속의 제어 토양질과 농작물을 보호하기 위하여 토양에 존재하는 중금속의 제어가 필요하다. EC Directive는 아연, 구리, 니켈, 카드뮴, 수은, 납에 대한 한계농도를 규정하고 있다. 한계농도는 중성영역의 pH에서 적용되며, 낮은 pH에선 한계농도가 낮아져 기준이 강화된다. 높은 pH에서는 한계농도가 높아져 완화된 기준이 적용된다. 토양 속의 각각의 금속한계 농..