본 연구에서는 고함수율의 하･폐수 슬러지를 효과적으로 처리하기 위해 고효율 저비용의 스크류 부상식 유동건조기와 처리규모 10톤/일의 슬러지 복합건조 시스템 개발을 목표로 하였다.

본 연구를 통하여 다양한 하･폐수 슬러지의 건조특성 기초실험과 슬러지 입자의 유동해석 및 열전달 특성을 분석하였으며, 이를 토대로 직화식 열풍건조실 내부에 특수하게 고안된 스크류 부상기를 장착한 유동건조기를 개발하였다.

 

또한 간접가열식 자켓형 열전도건조기와 열풍식 유동건조기를 조합한 복합건조 시스템을 구성하고, 설계기술을 확립하였다. 이 시스템은 고함수율(70～85%W.B.)의 하･폐수 슬러지를 효과적으로 처리하기 위해 먼저 2중 드럼으로 구성된 자켓형 열전도건조기에서 배기가스를 재가열한 간접열에 의해 1차 건조(40～60%W.B.)되며, 중간 건조된 슬러지 덩어리는 스크류 부상기가 장착된 유동건조기에서 고속 회전(150～250rpm)하는 스크류 날개에 의해 슬러지 입자가 미세입자로 분쇄됨과 동시에 상하로 유동하면서 열풍발생장치의 고온 연소열에 의해 신속하게 건조되는 고효율 복합건조 시스템이다.

복합건조 시스템의 건조특성 실험장치(300kg/hr)를 설계 및 제작하여 다양한 하･폐수 슬러지에 대한 건조특성 실험을 통해 설계자료 및 운전기술을 확보하였다. 또한 슬러지 처리규모 10톤/일의 Pilot Plant를 설계 및 제작하여 연속적인 운전실험을 통해 기계적 성능 및 건조성능이 양호한 결과를 얻었다. 특히, 복합건조 시스템의 종합열효율은 79～82% 정도로 매우 우수한 결과를 얻었으며, 복합건조 시스템의 고효율화에 의한 처리비용 절감뿐만 아니라 배기가스를 순환 이용함으로써, 대기오염저감에도 크게 기여할 수 있다.

본 연구결과를 토대로 실규모(50톤/일 정도) 플랜트의 실증사업화를 추진하여 일정기간의 운전결과를 확보하고 성능을 검증하여 사업화를 추진한다면, 국내 하･폐수 처리장의 슬러지 처리분야에 보급이 활성화될 것으로 기대되며, 성능면에서 외국제품과의 충분한 경쟁력을 확보하여 중국, 일본 및 동남아지역의 수출상품으로도 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

[출처 = 한국환경산업기술원(www.keiti.re.kr)]