Characteristics of Artificial Soils Produced from Sludge

슬러지를 이용하여 생산한 인공토양의 특성

Physical and chemical properties of artificial soil produced by firing process were analyzed and compared with normal dry field soil and soil quality standards. Material used for production was water and wastewater treatment sludge, chabizite, and lime. The mixed material was thermally treated in the firing kiln at about $300^{\circ}C$ and $1,000^{\circ}C$, respectively, as per designed process. General properties of the artificial soil were classified as sand by unified soil classification method and similar to the dry-field soil, and even soil conditioning effect were expected when it is mixed properly with normal soil. The artificial soil is high in pH and permeability compared to the dry-field soil. Heavy metal concentrations of the artificial soil met the soil quality standards for the farmland. Overall, the artificial soil was thought to be an appropriate soil which can be returned safely to the nature without significant adverse effect. The cost for the artificial soil production process needs to be lowered for practical application as a sludge treatment, therefore, commercializing of the artificial soil is under review.

상하수처리과정에서 다량 발생하는 슬러지를 소성처리에 의해 생산한 인공토양의 자연에 안전한 환원가능성을 검토하기 위하여 인공토양의 이화학적 특성을 분석하여 밭토양과 비교하였다. 사용한 하수슬러지는 경기도지역의 하수종말처리장에서 그리고 상수슬러지는 경남지역에서 각각 수거하여 인공토양을 생산하였으며, 생산한 인공토양의 분석결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 인공토양의 입도분석에 의하면 모두 모래로 분류되었으며, pH는 첨가제인 석회의 영향으로 높아서 알카리성을 띠었고, 투수성은 매우 우수하였다. 이러한 특성들은 인공토양을 적절히 혼합사용할 경우에 산성토양의 중화나 배수불량지역의 투수성개선등의 토양개량효과를 기대할 수 있을 것이다. (2) 저온소성시킨 인공토양은 유기물성분, 질소성분, CEC등이 밭토양에 비하여 높았으며 인성분은 약간 높은 정도이었다. 입장의 크기는 굵은 모래정도이었으며 비중은 밭토양에 비하여 낮은 편이었다. 저온소성한 인공토양은 조경분야의 토양개량재나 매립장의 복토재등으로 사용을 검토중이다. (3) 고온소성시킨 인공토양은 소성과정에서 유기물과 질소성분등이 연소되어 유기물성분, CEC, 비중, 질소성분이 밭토양에 비하여 모두 낮았다. 입자의 크기는 조절이 가능한데 본 연구에서 생산한 크기는 난석(蘭石)정도의 굵기이었다. 고온소성한 인공토양은 난석(蘭石)이나 오염물질의 흡착재등으로 사용을 검토중이다. (4) 중금속성분의 분석결과에 의하면 저온소성한 인공토양에서 구리성분이 토양환경기준을 약간 상회하나 나머지는 모두 엄격한 농경지에 대한 기준치보다 낮았다. 따라서 인공토양만을 사용하여 농경지를 조성하여도 중금속에 의한 오염가능성이 작은데, 기존의 토양에 토양개량재로서 일부 혼합하였을 경우에는 기존토양의 낮은 중금속농도에 의하여 희석되어 중금속에 의한 환경오염 우려는 거의 없을 것으로 판단된다. (5) 본 연구방법에 의한 슬러지의 인공토양생산방법을 본격적으로 적용하기 위해서는 경제성 개선, 다양한 성분의 슬러지에서도 신뢰할 만한 안정성 확보, 그리고 작물실험을 통한 안정성 검증등의 추가연구가 계속되어야 할것으로 생각된다.