• 한국유체기계학회 논문집
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• 제7권2호
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• pp.35-40
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• 2004

A generation rate of sludge in Korea had increased dramatically about $200\%$ for a decade. A requirement for high efficiency dewatering system being possible to produce the low water content cake have suggested due to the appearance of commercial and social problems about handling of dewatered cake. The conventional dewatering system with mechanical compression device was not suitable to produce the low water content cake and didn't cope with lots of requirements. Therefore, this paper was to develop the high efficient filter press with the compressive and heating forces through the heating plate to be built between membrane fillet plates. It is possible to produce the low water content cake and improve the dewatering rate, so this equipment positively coped with several types of problems related to the sludge dewatering. The plate heated by heat transfer materials such as steam, hot water and thermo-oil made the sludge make the residual moisture within the cake to discharge easily and to improve the dewatering efficiency of equipment. The pilot scale experiment with 500kg of cake production showed that the dewatering efficiency determined by the final water content and dewatering velocity was improved $30\%$ more than the conventional dewatering equipment.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2003년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.278-283
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• 2003

A generation rate of sludge in Korea had increased dramatically about 200 % for a decade. A requirement for high efficiency dewatering system being possible to produce the low water content cake have suggested due to the appearanceof commercial and social problems about handling of dewatered cake. The conventional dewatering system with mechanical compression device was not suitable to produce the low water content cake and didn'tcope with lots of requirements. Therefore, this paper was to develop the high efficient filter press with the compressive and heating forces through the heating plate to be built between membrane filter plates. It is possible to produce the low water content cake and improve the dewatering rate, so this equipment positively coped with several types of problems related to the sludge dewatering. The plate heated by heat transfer materials such as steam, hot water and thermo-oil made the sludge make the residual moisture within the cake to discharge easilyand to improve the dewatering efficiency of equipment. The pilot scale experiment with 500kg of cake production showed that the dewatering efficiency determined by the final water content and dewatering velocity was improved 30% more than the conventional dewatering equipment.

• 자원리싸이클링
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• 제15권4호
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• pp.36-43
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• 2006

입자의 크기가 $5{\mu}m$ 이하인 미세입자를 함유한 안료 슬러지를 탈수하여 케이크화될 때 기공의 크기가 매우 작아 물의 배출이 어려운 특성이 있다. 기존의 외부가압력으로 탈수하는 기계식 탈수방법으로 탈수하기는 어렵다. 본 연구는 케이크 층에 저온 열을 인가하여 케이크 충의 기공으로부터 물을 원활하게 배출하여 탈수율을 향상시키고자 하는 연구이다. 케이크 층에 일정한 온도를 공급 할 수 있는 Piston형 열 탈수장치를 구축하여 미세 안료 입자 200g에 대하여 탈수 실험을 수행한 결과 여액량은 176.8g, 케이크 무게는 19.4g, 케이크 두께는 4.2mm로 측정되었으며, 함수율은 47wt%이며 면적당 건조 입자의 잔류량(여과 속도)은 $2.1DS\;m^{2}{\cdot}cycle$로 분석되었다. 이 결과는 기존의 기계식 탈수 방법에 의한 결과에 비하여 여액량은 증가하였으며, 케이크 무게와 두께는 감소하였고 탈수속도는 증가하였다. 그리고 함수율은 약 30%감소하여, 전반적으로 탈수율이 매우 향상되는 결과를 도출하였다. 그 이유는 케이크 층에 열을 인가함으로서 케이크 기공에 작용하는 내부 증발압으로 인해 물이 케이크 충으로부터 원활하게 배출되었기 때문이다. 따라서 본 연구는 미세 입자를 함유한 슬러지의 감량화를 위한 고효율 탈수 시스템 구축에 있어 매우 유용한 기술로 평가된다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권10호
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• pp.1016-1023
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• 2006

기존의 밸트프레스 탈수장치로부터 생산되는 탈수 케이크의 함수율이 75 wt% 이상으로 매우 높아 탈수 케이크 처리에 있어 경제적, 환경적 측면에서의 한계를 내포하고 있다. 이를 극복하기 위한 방안으로 구축된 열 탈수장치를 슬러지 처리 현장에 설치하여 밸트프레스 탈수장치와 탈수성능을 서로 비교함으로서 열 탈수장치의 적용성을 평가하였다. 이를 위해 우선 정수 슬러지에 대한 탈수특성을 월별로 분석하였다. 1년 중 갈수기의 슬러지에는 유기물 함량이 높아 탈수가 어려운 반면 우수기의 슬러지는 유기물 함량이 낮아 탈수가 잘 되었다. 이와 같은 슬러지의 탈수 특성을 바탕으로 1년 동안 두 장치에 대한 슬러지의 탈수 특성을 비교한 결과, 갈수기의 슬러지에 대하여 열 탈수로 생산한 탈수 케이크 함수율은 $41.6{\sim}48.3$ wt%, 기계식 벨트프레스에 의해서는 $71{\sim}84$ wt%, 우수기의 경우 열 탈수에 의해 생산된 탈수 케이크 함수율은 $34{\sim}37.7$ wt%, 기계식 벨트프레스에 의해서는 $57{\sim}70$ wt%로 나타났다. 열탈수에 의한 함수율 저감이 현격하게 나타나는 것을 파악하였다. 탈수 케이크 함수율 저감에 따른 케이크 처리량 감소 등을 고려하여 두 장치에 대한 경제성을 평가한 결과 열 탈수의 비용 지수를 100으로 하였을 때 벨트프레스는 121, 즉 열 탈수는 벨트프레스에 비하여 설치 및 운용적인 측면에서 약 20% 이상 경제적인 효과 있는 것으로 분석되었으며, 필터프레스의 경우 11%, 데칸터의 경우 24% 경제적 이점이 있는 것으로 평가되었다. 결론적으로 열 탈수장치는 저 함수율 탈수 케이크를 생산할 수 있을 뿐만 아니라 장치 운용 비용이 저렴한 시스템으로 평가되었다.

• 한국환경과학회지
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• 제13권7호
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• pp.681-687
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• 2004

This study was focused on the manufacturing method of a dewatering aid, which would reduce the water content of the sludge cake by enhancing the dewaterability of sewage sludge. The pretreatment technology for sludge by using radiation and among diverse discarded resources were starfish selected as the material to manufacture the dewatering aid. Starfish went through the process of washing, drying, and pulverizing. The starfish powder made in this process was applied to the digested sludge generated at the sewage treatment plant of D City, and its effects were investigated. The starfish powder that was 300 ${\mu}m$ in particle size was added to the irradiated digested sludge. After the application of the condensation process, the sludge with the starfish powder added was dewatered using the belt press and centrifuge, which were the traditional pressure dewatering devices. As the result, it reduced the water content of the sludge 20% higher than the dewatered cake with no dewatering aid added and irradiation. When the powder was added, it contributed to less use of the coagulant added. The more irradiation dose, the lower water content did the dewatered cake have and the more coagulant was needed for condensation, which seems to be a disadvantage that can be compensated for by the starfish dewatering aid. A small-scaled treatment of the study to a radiation technology and dewatering aid using a discarded resource confirmed the potential of dewaterability. Based on the results saying that the dewatering aid and radiation technology can improve dewatering effects using the traditional dewatering devices, this pretreatment technology will be expected to be applied to sewage treatment plants.

• 상하수도학회지
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• 제9권2호
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• pp.84-96
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• 1995

The dewatering characteristics of the sewage sludge was investigated through the experimental observations and model simulations. The activated sludge and the anaerobically digested sludge were examined for the dewaterability evaluation within the pressure range of $0{\sim}10^6N/m^2$. Modified Buchner funnel test and compression test by the consolidometer were conducted to evaluate average specific resistance, porosity, and moisture percentage of filter cake. Shirato's technique of compression-permeability test was followed for the pressure range lower than about $10^2N/m^2$. The flocculation effects on sludge dewatering was also examined for ferric chloride and polymeric flocculant. The application of hydrated lime which can be used for flue-gas desulfurization showed improved moisture percentage, and was thought to have positive feasibility in combined system of sludge dewatering and incineration. Determined characteristic constants were applied to Tiller's cake filtration model to simulate liquid pressure distribution and porosity distribution in cake. Model simulations showed a sharp drop of the porosity close to the cake-medium interface for the highly compressible material such as the activated sludge and the anaerobically digested sludge.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.31-37
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• 2006

본 논문에서 고함수비 슬러지와 퇴적물 탈수에 지오텍스타일 튜브의 이용가능성과 이에 영향을 미치는 요인들에 대한 평가를 수행하였다. 네 가지 고함수비물질을 사용하여 두 가지 지오텍스타일에 대해 다른 두 여과압력으로 실험을 실시하였다. 실험결과, 직포지오텍스타일 튜브는 일반적인 토사보유성기준을 만족하지 않지만 상류측의 필터케익 형성에 의해 세립자의 많은 부분을 유지하였고, 필터케익 형성 후, 투수성은 급속하게 감소하였다. 높은 여과압력은 탈수율을 증가시키는 경향이 있지만 여과효율에는 매우 적은 영향을 미치고, 탈수능력은 지오텍스타일에 관계된 여러 요인에 의해 영향을 받는데 슬러지 재료 자체의 특성이 탈수효율에 지배적인 요소로 나타남을 알 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제15권3호
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• pp.38-45
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• 2006

슬러지 층에 열을 가함으로서 내부증발압, 여액 점도 저하에 따른 유동성 증대 그리고 기공형성 용이성을 통하여 슬러지의 탈수율을 향상시킬 수 있는 열 필터프레스 탈수 기술을 개발하였다. 크기 $470{\times}470mm$인 PP재질의 맨브레인 플레이트 사이에 열수가열판을 장착하여 온도 $95^{\circ}C$, 압력 $1.2kg_f/cm^2$의 열 수를 공급한다. 그리고 슬러지는 최초 슬러지의 $5kg_f/cm^2$의 공급압력에 의해 1 차 탈수가 이루어지며, 맨브레인의 압착력 $15kg_f/cm^2$에 의해 2차적 탈수 공정으로 이루어진다. 갈수기와 우수기때의 슬러지의 초기 함수율 및 유기물 함량을 고려하여 열 탈수 특성을 평가한 결과 우수기의 슬러지는 케이크의 함수율이 약 35 wt%이며, 탈수 속도는 $4DSkg/m^2{\cdot}hr$로 매우 탈수성 우수하였으며, 갈수기 때의 슬러지 또한 함수율이 50 wt%, 탈수속도가 $1.5kg/m^2{\cdot}hr$이상으로 기계식 탈수의 탈수율(함수율 70 wt%, 탈수속도 $0.9kg/m^2{\cdot}hr$)에 비하여 우수하였다. 이를 바탕으로 열 필터프레스 탈수장치의 추가 소요 에너지를 평가한 결과 고형물(DS) 1 kg처리하는데 소요되는 에너지는 약 300kJ로 평가되었다. 이는 탈수케이크를 재차 건조하는 시스템과 의 에너지 투입비를 분석해 본 결과 열 탈수장치의 에너지 소요량은 약 1/3정도로 감소된 것으로 분석되었다. 본 기술은 기존의 필터프레스에 비하여 탈수 속도가 빠르고 저 함수율 탈수 케이크 생산이 용이할 뿐만 아니라 건조장치에 비하여 에너지 소모량이 적어 경제성이 우수한 시스템으로 파악되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권10호
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• pp.1009-1015
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• 2006

정수 슬러지의 감량화와 탈수장치의 성능향상을 위하여 필터프레스 탈수장치의 각 Plate 사이에 음극판과 양극판을 설치하여 케이크 층에 전기장을 투입하는 전기식 필터프레스 탈수장치(EDFP)를 구축하여 기존의 기계식 필터프레스 탈수장치(MDEF)와의 탈수성 비교, 그리고 EDFP의 탈수성 향상에 따른 경제적인 측면 등을 분석하였다. 동일조건에서 탈수실험을 수행한 결과 EDFP를 통해 배출된 여액량은 43.2 kg으로 MDFP에 비하여 증가하였으며, 케이크 무게는 4 kg으로 MDFP에 비해 2배 증가하였고 탈수 케이크의 함수율은 55 wt%로 MDFP에 비하여 약 20% 감소하였으며 탈수속도는 2.3 $kg/m^2{\cdot}cycle$로 약 30% 증가하였다. 즉 전기탈수(Electrodewatering)의 원리로 구축된 EDFP는 기계탈수(Mechanical Dewatering)에 의한 MDFP 비하여 여액배출량을 증가시키고 저함수율 탈수 케이크를 생산하며 탈수속도를 증가시키는 특성이 있다. EDFP의 소모된 전력량은 400 kwh/DS ton으로, 투입된 전력량과 저함수율 탈수 케이크 생산에 따른 부피 감소로 인한 처리경비 저하의 효과를 서로 고려하여 경제성을 분석한 결과 1 ton(Dry Solid base) 처리하는데 약 20,000원 경제적 절감 효과가 있었다. 이 외 탈수속도가 빨라진 부가적 이점을 감안하면, EDFP는 탈수 성능 면에서 우수할 뿐만 아니라 경제적 타당성이 있는 장치로 평가할 수 있다.

• 자원리싸이클링
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• 제18권3호
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• pp.55-61
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• 2009

안료 생산 공정의 슬러지로부터 물을 제거하는 감량화 공정은 제품의 질 향상, 건조경비 절감 그리고 안료 운송경비 절감 등의 다양한 측면에서 매우 중요하다. 안료입자는 크기가 $5{\mu}m$ 이하로 미세하여 기계적인 힘에 의한 탈수가 어렵다. 미세입자의 탈수율 향상을 위해 기존의 필터프레스 탈수장치의 압착판 사이에 고정 열판을 장착하고, 열수를 고정열판에 공급하여 케이크 층에 열을 공급하여 슬러지 탈수하는 열필터프레스 탈수장치를 개발하였다. 이 장치를 통해 압착공정의 유무 탈수시간 변화와 같은 변수 실험을 통해 안료슬러지에 대한 탈수율 평가하였다. 그 결과 열 탈수 시 압착공정에 의한 탈수율이 비압착공정에 비하여 약 20% 증가하였다. 압착공정이 있는 경우, 탈수시간을 70분과 80분으로 하여 수행한 결과 탈수시간이 80분으로 길게 하였을 때, 함수율 46.7wt%에서 43.9wt%로 감소하였고, 탈수속도는 $4.0DSkg/m^2{\cdot}hr$에서 $3.5DSkg/m^2{\cdot}hr$으로 감소한 것으로 분석되었다. 열 탈수는 케이크 층으로부터 액체의 배출을 원활이 할 수 있어 장치의 여과포 막힘 현상(Clogging)을 최소화 할 수 있음을 관찰하였다. 따라서 본 연구를 통해, 압착공정이 탈수율 향상에 효과적이며, 탈수시간이 80분으로 길게 할 경우, 저함수율 탈수 케이크를 생산할 수 있지만 탈수속도의 감소로 인한 생산량 저감을 초래할 수 있다. 즉 본 연구에서 개발한 열필터프레스 탈수장치를 안료와 같은 미세입자가 함유된 슬러지에 적용한다면 보다 효과적으로 탈수케이크를 생산 할 수 있을 것으로 분석된다.