원주시 하수처리장 슬러지의 적정처리 방안에 관한 연구

Abstract

[한글]경제발전, 인구증가 및 생활수준의 향상 등 여러 가지 이유로 하수의 발생량이 증가하고 처리기준이 점차 강화됨에 따라 하수처리시 부수적으로 발생되는 2차 부산물인 하수슬러지의 양도 점차적으로 증가하게 되었다. 따라서 원주시에서 발생되는 하수슬러지의 현황을 검토하여 원주시 현 상황에 적합하고 하수슬러지로 인한 환경오염을 방지하며 자원으로서 이용할 수 있는 경제적이고 합리적인 처리 처분방안을 검토하고자 하였다. 우선적으로 하수슬러지의 환경적 위해성 평가를 위해 중금속등을 분석한 결과 모든 항목에서 비료관리법 기준치를 만족하였다. 또한 하수슬러지의 연소특성과 관련한 열분해 시험 결과 저위발열량은 하수슬러지가 2,422.3～2,729.3[㎉/㎏-DS], 분뇨슬러지가 3,456.9～4,303.8[㎉/㎏-DS] 로서 분뇨슬러지가 유기물 함유가 높은 것으로 판단되며, 환원상태에서의 하수슬러지의 경우 열분해가 대략 258℃에서 시작하여 745℃에서 끝나고, 분뇨슬러지의 경우 열분해가 대략 163℃에서 시작하여 644℃에서 끝나는 것으로 나타났다./산화상태에서는 하수슬러지의 경우 105℃에서 질량 변화가 시작되어 500℃근방에서 질량 변화가 끝남을 살펴볼 수 있다. 이는 산소와의 산화 반응에 의하여 유기물의 분해정도가 환원 분위기와 비교하였을 때 더 빠르게 일어났을 것으로 판단된다. 분뇨슬러지의 경우 131℃ 부근에서 분해가 일어나기 시작하여 450℃부근에서 커다란 변화는 끝이 나지만 950℃까지 계속해서 질량 변화가 일어나는 것으로 나타났다. 이러한 경향성은 산화 상태에서나 환원 상태에서 모두 같은 경향성을 보이며 이는 하수슬러지에 비하여 분뇨슬러지가 다양한 성상을 지닌 유기물로 이루어져있기 때문에 나타나는 경향으로 생각된다. 이와 같은 결과로 판단하였을 때, 원주시 하수처리장에서 발생되는 슬러지의 성상 파악을 위한 지속적이고도 주기적인 조사와 2005년까지 해양투기가 가능하다는 전제하에 1단계를 2005년까지로 정하여 기존시설의 활용을 통한 해양 투기량의 단계적 감소와 재활용의 방안으로 하수슬러지의 시멘트 부원료로서 위탁처리를 목표로 하고, 이에 대한 추가처리방법으로는 생활폐기물 소각시설의 폐열을 활용한 건조 후 재활용 또는 생활폐기물 RDF와의 혼소방법을 검토하고, 2005년 이후에는 발생되는 슬러지의 양이 기존 시설을 활용하여 처리하는 데는 한계가 있을 것으로 판단되어 집약처리를 원칙으로 한 슬러지 처리시설의 확충을 목표로 함이 타당할 것으로 판단된다.

[영문]The increase in the amount of sewage generation has been caused by many reasons such as economic growth, increase in population, and a rise of in the standard living. And the gradual strictness of sewage disposal standards also made the gradual increase in the amount of sewage sludge as a by-product produced during sewage treatment. Therefore, appearance and characteristics of sewage sludge generated in Wonju city were studied to examine economic and reasonable disposal alternatives which would be suitable for arrent situation of Wonju city, which can prevent environmental pollution and can be recycled. Preferentially, heavy metals were analyzed for the risk assessment, which the all items were satisfied with the standard values specified in fertilizer management Act moreover, conducting pyrolysis test which is related with combustion characteristics of sewage sludge, lower heating value of sewage sludge was in the range of 2,422～2,729.3[kcal/kg-DS], and that of night-soil sludge was in the range of 3,456.9～4,303.8[kcal/kg-DS], which can be considered as night-soil sludge has higher organic matter content. In thermogravimetric analysis, the pyrolysis of sewage sludge and night soil sludge began at 258℃ and 163℃, and ended at 745℃ and 644℃, respectively. In oxidation status, the mass change of sewage sludge began at 105℃ and ended at about 500℃. In can be considered that the oxidation with oxygen induced faster decomposition of organic matters when compared with pyrolysis status. In the case of night-soil sludge, pyrolysis began at about 131℃ and large mass change ended at about 450℃, but still the mass change occurred until the temperature reached at 950℃. It seems that more various organic compounds in night-soil sludge than in sewage sludge caused the tendencies previously stated which can be observed in both cases of oxidation and pyrolysis status. On the assumption that sustainable and periodic investigation can be conducted of characterizing sludge generated from Wonju sewage treatment plant and ocean dumping is possible until the year of 2005, the goals of first step which is due to 2005, are reducing the amount of ocean dumping by utilizing the existing facilities and recycling sludge as sub-material of cement by consignment treatment. The another alternative treatment method to recycle sludge can be recycling after pre-drying using waste heat from municipal solid waste incinerator or co-incinerating with MSW RDF. After 2005, the amount of sludge generated seems to be in excess of capacity to treat sludge using existing facilities, it seems to be reasonable to expand and improve the present sludge treatment plant which is based on intensive treatment.