슬러지의 처리방법 { METHOD FOR TREATING SLUDGE }
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한, 슬러지를 부원료로서 사용하여 시멘트를 제조하는 공정의 개요를 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명은 유기화합물로 오염된 토양의 세척정화(Soil Washing) 공정이나 오염 지하수의 추출처리 공정에서 발생하는 슬러지를 처리하는 방법에 관한 것으로서, 특히 유류(油類) 등의 TPH(Total Petroleum Hydrocarbon)에 의해 오염된 토양의 세척정화나 추출처리 공정에서 발생하는 슬러지를 시멘트 제조공정상 다른 원료들과 배합하여 사용함으로써 슬러지를 시멘트의 부원료로서 활용하는 방법에 관한 것이다. 국내 각지에는 2006년 초 현재 대략 20,000여 개의 주유소 및 기름 저장탱크가 산재해 있다. 이러한 저장 시설이 노후됨에 따라, 파이프 연결 부위나 저장 탱 크의 파손된 부분으로부터 기름이 유출되어 토양이나 수질이 오염될 수 있다. 특히 최근에는, 미군부대의 정비창이나 비행장 등에서의 기름 유출에 의한 토양이나 수질 오염이 심각한 사회 문제로 대두되고 있다. 이처럼 유류(油類) 등의 유기화합물에 의해 토양이나 수질이 오염된 경우, 토양의 세척정화(Soil Washing) 공정이나 지하수의 추출처리 공정 등을 통해 오염의 정화가 이루어지고 있으나, 이 과정에서 슬러지가 발생하게 된다. 이러한 슬러지는 폐기물로서 대부분 매립되어 처리되고 있기 때문에, 매립된 슬러지로부터 발생하는 침출수에 의한 토양 및 지하수의 오염이나 악취 등의 2차적 환경 오염이 야기되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 유기화합물로 오염된 토양이나 지하수의 정화 후 발생한 슬러지를 시멘트의 부원료로 활용함으로써, 슬러지를 매립하기 위한 부지를 확보할 필요가 없고, 슬러지의 매립에 따른 침출수 등의 유출로 인한 2차적 환경오염을 방지할 수 있는 한편, 슬러지에 의한 시멘트 부원료 대체로 시멘트 제조 공정에서의 원가를 절감할 수 있는, 슬러지의 시멘트 부원료로의 활용 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 유기화합물로 오염된 토양의 세척정화 공정이나 오염 지하수의 추출처리 공정에서 발생하는 슬러지를 수분함량 30 내지 70 중량%로 탈수한 후, 탈수한 슬러지를 시멘트 제조용 원료들과 배합하여 시멘트 제조 공정에 사용함으로써, 슬러지를 시멘트 부원료로 활용하는 방법을 제공한다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 의한, 슬러지를 부원료로서 사용하여 시멘트를 제조하는 공정의 개요를 설명하기 위한 개념도이다. 필터프레스 등을 이용한 탈수 과정에 의하여 30 내지 70 중량%의 수분을 함유하게 된 슬러지를, 시멘트를 제조하는데 필요한 석회석, 점토, 규석, 철광석 등과 함께, 전체 원료의 0.5 내지 3 중량% 범위에서 혼합하여 원료 분쇄기(mill) 102에 투입한다. 원료 분쇄기 102는 예열기(preheater) 110에 의해 내부온도가 약 300℃로 유지되어 있으므로, 슬러지의 오염 성분인 탄화수소는 약 90% 이상 연소하여 이산화탄소 및 수증기로 변환된 후, 유인통풍기 104에 의해 백필터(bag filter) 106을 거쳐 외부로 배출된다. 원료 분쇄기 102에서 분쇄된 원료 혼합물은 원료 사일로(silo) 108을 거쳐 1300 내지 1500℃의 내부온도를 갖는 킬른(kiln) 112에서 25분가량 소성 과정을 거치게 되는데, 이 과정에서 원료 혼합물 중에 남아있던 슬러지의 탄화수소 성분이 완전 연소됨으로써 이산화탄소와 수증기로 배출된다. 그러므로, 슬러지는 TPH(Total Petroleum Hydrocarbon)와 같은 탄화수소 성분을 더이상 포함하지 않게 되어, 시멘트의 부원료인 점토의 일부를 대체할 수 있게 된다. 소성 결과 발생한 클링커(clinker)는 냉각기 114를 통과하여 냉각된 후 클링커 사일로(clinker silo) 116에 저장되며, 이후 시멘트 분쇄기(cement mill) 118에서 석고와 혼합되어 분쇄됨으로써 시멘트가 생성된다. 생성된 시멘트는 시멘트 사일로(cement silo) 120에 저장된 후 제품으로 출하된다. 본 발명에 의한 시멘트는, 제조 원료 중 하나인 점토의 일부를 슬러지가 대체함에도, 슬러지를 사용하지 않는 일반 시멘트와 품질에 있어서는 큰 차이가 없다. 이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 기술 사상을 상세히 설명하였으나, 상기 내용은 본 발명의 일 실시예에 불과한 것으로서 본 발명의 권리범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명에 의하면, 유기화합물로 오염된 토양이나 지하수의 정화 후 발생한 슬러지를 시멘트의 부원료로 활용함으로써, 슬러지를 매립하기 위한 부지를 확보할 필요가 없고, 슬러지의 매립에 따른 침출수 등의 유출로 인한 2차적 환경오염을 방지할 수 있는 한편, 슬러지에 의한 시멘트 부원료 대체로 시멘트 제조 공정에서의 원가를 절감할 수 있다. |
