Fig. 25는 건조슬러지 주입량 변화에 따른 활성탄의 흡착특성을 파악한 것으로 건조 슬러지 주입량을 4.8∼12.7 kg/d로 변화시키며 실험하였다. 그 결과 건조슬러지 주입 량은 10.8 kg/d에서 최대 흡착능을 나타냈고, 요오드 흡착능은 328.1 mg/g 로 확인되 었다.
건조슬러지를 10.8 kg/d까지는 부하량을 증가시켜도 흡착특성에 큰 영향을 주지 않 고 거의 비슷한 수준으로 흡착능이 나타났다. 하지만 그 이상 건조슬러지를 주입할 경 우 과부하에 따른 활성탄화 공정의 진행이 적절히 되지 않아 흡착능이 저하된다.
Input of dried sludg (kg/day)
Iodineadsorptivity(mg/g)
4 6 8 10 12 14
200 250 300 350 400
Fig. 25. Effect of input amount of dried sludge.
제 제 제
제5 55 5장 장 장 장 결론 결론 결론 결론
본 연구는 하수슬러지 활성탄을 제조하고자 회전체형 건조로와 일체형 활성탄화로를 개발하였고, 변수별 연구를 통해 최적 운전조건을 파악하였다. 그 결과 건조로는 체류시간 26.2min, 부하율 62.5 kg/m3·hr, 온도 330℃로 확인되었으며, 이 때 함수율 10%, 건조효율 88%, 무게감량 80%, 부피감량 60%로 나타났다.
또한 활성탄화로의 최적 운전조건은 활성탄화 온도 840℃, 수증기 주입량 70 g/min, 활성탄화 시간 30 min, 건조슬러지 주입량 10.8 kg/d로 나타났고, 요오드 흡착능은 328.1 mg/g으로 확인되었다.
회전체형 건조로와 통합형 활성탄화로의 결과는 다음과 같다.
1. 회전체형 건조로
1) 체류시간은 짧아질수록 함수율은 증가하지만 부하율 38.1 kg/m3·hr에서는 체 류시간이 함수율 변화에 크게 영향을 미치지 않았다.
2) 부하율은 클수록 함수율이 증가하고 건조효율은 감소하는데, 62.5 kg/m3·hr이 상의 경우 함수율 변화에 큰 영향을 주었다.
3) 온도는 증가할수록 반비례적으로 함수율은 감소하였다. 330℃ 이상의 경우 배 출되는 건조슬러지의 함수율은 감소하지만 후속 공정의 상황에 따른 온도제어 가 필요하다.
2. 일체형 활성탄화로
1) 활성탄화 온도는 증가할수록 흡착능이 증가하지만, 840℃이상에서는 세공의 수 축 및 소결 현상에 의해 흡착능이 저하하였다.
2) 수증기 주입량이 과잉 주입될 경우 수증기 활성화로 생성된 수소에 의해 활성 화가 저해되어 세공발달을 감소시킨다.
3) 활성탄화 시간은 체류시간이 30min 보다 길어지면 흡착능이 감소하는데, 세공 이 확장되고 세공 사이의 벽이 소멸되어 세공이 줄어들기 때문이다.
참고문헌 참고문헌 참고문헌 참고문헌
[1] Ministry of Environment Republic of Korea, “General planning of sewage sludge treatment” (2006).
[2] Ministry of Environment Republic of Korea, “Comprehensive countermeasures of sewage sludge management”(2007).
[3] Willson, G. B. and Dalmat, D., "Sewage sludge composting in the USA“, Biocycle, 24, 20-23 (1983).
[4] Goldsteim, N., "Biocycle survey sewage sludge composting as a medium amendment for chrysanthemum culture", J. Am. Soc. Hort. Sci., 100, 213-216 (1985).
[5] Werther, J. and Ogada, T., "Sewage sludge combustion", Progress in Energy and Combustion Science, 25, 55-116 (1999).
[6] Chen, X., Jeyaseelan, S. and Graham, N., “Physical and chemical properties study of the activated carbon made from sewage sludge”, Waste Management, 22, 755-760 (2002).
[7] Chiang, P. C. and You, J. H., "Use of sewage sludge for manufacturing adsorbents", Journal of Chemical Engineering, 65, 922-930 (1987).
[8] Hwang, J. W., Phae, C. G., Ko, G. B. and Ko, B. S., “Study on the Analysis of Sludge Characteristics for Incineration and Drying System According to Sewage Sludge Characteristics", Journal Korea Society of Waste Management, 19, 283-291 (2002),
[9] Jung, D. H., Song, J. S., Lee, J. H. and Chun, Y. N., "The Study on the Optimum Carbonized Characteristics for Preparation of Absorbent with Sewage Sludge", J. Korea Society of Waste Management, 24, 448-453 (2007).
[10] Vaxelaire, J. and Cezac, P., "Moisture distribution in activated sludges", Water Research, 38, 2215-2230 (2004).
[11] 이기복, “하수슬러지 건조로의 최적 운전조건에 관한 실험적 연구“, 충주대학 교 산업대학원, 석사학위논문 (2003).
[12] Urban, D. L. and Antal, M. J., "Study of the kinetics of sewage sludge pyrolysis using DSC and TGA", Fuel, 61, 799-806 (1982).
[13] Lee, S. W., Na, Y. S., Kim, D. H., Choi, H. H., Ryul, D. C. and Song, S.
K., "Characteristics of pore structure of steam activated carbon with carbonization temperature", J. of the Korean Environmental Sciences Society, 9, 345-349 (2000).
[14] Lim, Y. S., Kim, K. W., Jung, S. H. and Kim, G. D., "Preparation of PAN-based activated carbon fibers by physical activation", Journal of the Korean Society, 36, 1016-1021 (1999).
[15] Kim, S. C. and Hong, I. K., "Pore development of the activated carbon prepared by steam activation process". J. of ind. and Eng. Chem., 4, 177-184 (1998).
[16] Sing, K. S., Everett, D. H., Haul, R. A., Moscou, L., Pierotti, R. A. and Rouquerol, J., "Reporting physisorption data for gas/solid systems with special reference to the determination of surface area and porosity", Pure and Appl. Chem., 57, 603-619 (1985).
[17] Rodriguez-Reinoso, F., Molina-Sabio, M. and Gonzalez, M. T., "The use of steam and CO2 as activating agents in the preparation of activated carbons", Carbon, 33, 15-23 (1995).
[18] 박영태, 신판 활성탄, 동화기술, 서울, 1판, 42-78 (1997).
[19] Lu, G. Q., Low, J. C. F., Liu, C. Y. and Lua, A. C., "Surface area development of sewage sludge during pyrolysis“, Fuel, 74, 344-348 (1995).
[20] Guo, J. and Lua, A. C., "Characterization of chars pyrolyzed from oil palm stones for the preparation of activated carbons“, J. Anal. Appl.
Pyrolysis, 46, 113-125 (1998).
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저의 삶에서 하나의 큰 결실을 맺게 해주신 하나님께 모든 영광을 바치며, 논문이 나오기까지 도움을 주신 많은 분들께 감사를 드립니다.
본 논문이 완성되기까지 한결같은 마음으로 부족한 저를 가르쳐주신 인생의 유일한 은사님이신 전영남 교수님께 깊은 감사의 마음을 전합니다. 논문심사를 위해 지도와 조언을 해주신 신대윤 교수님과 정경훈 교수님께 감사드립니다.
대기오염제어 실험실의 든든한 선배님인 성천형과 문섭형, 하나뿐인 동기 문중이, 실험실의 마스코트 윤철이, 학부생이지만 대학원생 못지않은 동철이와 기정이, 새식구 가 된 채홍, 남용, 형남이와 실험실 생활을 함께하지는 못했지만 도전이 되게 해주신 원석형과 승호형을 비롯한 대기오염제어 실험실의 모든 식구들에게도 고마움을 전합니 다.
연구를 진행할 수 있도록 장치를 제작하여 주신 영진기어 박래선 사장님, 동양정밀 기계 홍순옥 사장님, 극동이엔지 양기남 사장님께 감사를 드립니다. 대학원 초반에 연 구에 도움이 되라시며 도움을 주신 영진세라믹스, 실험에 필요한 하수슬러지를 제공하 여 주시고, 채취에 도움을 주신 광주광역시 제1하수처리장 관계자분들께도 감사를 드 립니다. 그리고 그 밖에 도움을 주신 업체 사장님들께 감사드리며, 당사의 무궁한 발 전이 함께하시길 바랍니다.
나의 신앙의 스승님이자 마음의 큰 위안을 주시는 안덕호 목사님과 김윤영 선생님, 나의 죽마고우 친구들인 경근, 동호, 성호, 형준이와 지금은 일본에 있는 은석이에게 도 고마움을 전합니다. 그리고 대학원 생활 중 함께 임원이 됐지만 대부분의 교회 일 을 도맡아 했던 부짱 김명하에게도 고마움을 전합니다.
세상에서 가장 존경하는 아버지와 항상 아들을 사랑하는 마음으로 새벽을 깨우시는 어머니께 감사드리며, 자신의 몸이 불편하신 데도 아들의 학업을 위해 아낌없이 모든 것을 주신 부모님께 말로 다 표현할 수 없는 감사를 드립니다. 그리고 나의 하나뿐이 친동생 정현, 매번 도움만 받은 병진삼촌, 시골에 계시는 두 분 할머니께도 감사의 마 음을 전합니다.
마지막으로 이 논문이 나오기 까지 묵묵히 기다려 주고, 항상 옆에서 도움을 준 나 의 반쪽 사랑하는 소애에게 고마움과 사랑을 전합니다.