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.
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.
지오텍스타일을 활용한 탈수처리공법은 지오텍스타일의 최신 적용분야로, 여과, 배수기능을 이용하여 기 직조한 지오텍스타일 포대 내에 산업슬러지, 하수정수장 슬러지, 특히 유수지의 준설오니슬러지 등을 주입 후 자중압밀과정을 통하여 고형물단계까지 탈수처리 하는 공법이다. 본 연구에서는 폴리프로필렌과 폴리에스터 두 종류의 지오튜브(지오텍스타일)의 물리적 특성을 살펴보고, 채움재 토사의 물리적 특성에 따른 탈수 효율과, 여과 및 배수기능을 원활이 수행할 수 있는 국산 고분자 토목섬유 적용성을 분석하였다. 실내시험은 지오텍스타일과 채움 토사간의 복합적 투수 특성을 규명하기 위한 실험을 수행하였다. 현장시험은 세립질(ML-OL) 토사의 채움 시 시간에 따른 유효높이 변화를 측정하여 적절한 슬러리 비율을 도출하였다. 각종 실내 및 현장시험결과, 세립질(ML-OL) 토사의 경우 물과 토사의 혼합비율은 최소한 6:4 이상이 되어야 하며, 폴리프로필렌 재질의 지오텍스타일이 필터 및 배수기능이 우수하며, 탈수처리 공법에 더 효과적인 것으로 나타났다.
This study evaluated the dewatering efficiency of inorganic dehydrating agents that contain oyster shells. A filter press dehydrator was used for this study. The experiments were performed by the single injection of calcium-based chemicals, the single injection of oyster shells, and the mixed injection of oyster shells and calcium-based chemicals. The moisture content of the dewatered cake generated after dehydration confirmed that the best dewatering efficiency was found at the mixing ratios of CaCO3 to sludge, oyster shell to sludge, and inorganic dehydrating agent to sludge of 3:1, 10:1, and 1.5:2.5:1, respectively. The moisture contents exhibited less than 58% when the injection mixing ratio of inorganic dehydrating agent to sludge was 1.5:2.5:1. From EPS, SEM, and EDX analysis, it was found that the calcium adsorbed on the sludge surface could reduce extracellular polymeric substances (EPSs) and enhanced the dewaterbility. Based on the above results, it is considered possible to apply inorganic dehydrating agents containing recycled oyster shells in sludge dewatering in order to reduce sludge.
Objectives of this study were to investigate influencing factors of detention time, particle size distribution, and filter medium characteristics for waterworks sludge dewatering. The stepped pressure filtration was carried out with lab scale apparatus and the filter press pilot test for dewatering was conducted at the water treatment plant. Effects of filter medium and polymer dose were examined through observing water content and dewatering velocity and cyclic dewatering rate with filter press pilot test. Relationships among detention time, particle size distribution and filtration resistance were analyzed. Prolongation of sludge detention time was found to cause blinding phenomenon in cake and filter medium and to decrease dewatering process efficiency. The average specific resistance increased according to detention time. In pilot test of dewatering for thickened sludge with Nylon Multi-NY840D and Nylon Mono-100% filter media, dewatering velocities were 0.92 and $0.93kg\;DS/m^2{\cdot}hr$ according to 0.1% polymer dose of dried solids weight base. And cyclic dewatering rates were 2.45 and $2.50kg\;DS/m^2{\cdot}cycle$ cycle for the Nylon Multi-NY840D and Nylon Mono-100% media. Dewatering velocity of polymer dosed sludge was observed to be higher than that of non-polymer sludge.
In order to create a single flocculant/dual flocculation system, polyacrylamide-co-trimethyl ammonium ethyl acrylate chloride (TAEAC) polymers with varying molecular weights and structures were prepared for use of flocculants. The higher the cationic density of the polymer is higher, the higher was the conversion rate and the ratio of monomer. An acrylamide as nonionic monomer was less reactive than a TAEAC as cationic monomer. The branched polymer which was polymerized with a cross-linking agent, N, N-methylene bis-acrylamide had a higher stability and higher viscosity than a linear polymer but its dewatering efficiency was poor in a single flocculation system. In the case of single flocculant/dual flocculation, the branched polymer has better flocculation efficiency and the water content of the dewatered cakes was lower than the others, as the result of a re-flocculation effect. The optimum conditions for dual flocculation are a sequence in which the $1^{st}$ and $2^{nd}$ dosage are 75% and 25%/total dosage of a single flocculation system. The dewatering efficiency of a dual flocculation system is improved considerably from 10 to 25% under the experimental conditions used herein.
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.
This study was aimed to investigate any improvement of dewatering and energy saving on the papermaking process when the various types of fillers were used, i.e., clay, talc and grounded calcium carbonate (GCC). Cationic polyelectrolyte and alum coagulants neutralized the surface charge of the filler particles and the filler particles were coagulated. The rates of dewatering and drying were investigated. The results indicated that clay tended to intense anion, while talc and GCC tended to anion trend nearly to neutrality. Clay and talc added with EPI-DMA, P-DADMAC and alum respectively as optimum levels showed a significant efficiency on the dewatering and the turbidity dissipation. However, the turbidity and dewatering rate of GCC decreased, when GCC was added with EPI-DMA and P-DADMAC respectively Drying rate of clay was increased when coagulant added. However drying rates of talc and GCC were not affected by coagulant, while the apprarent drying time of talc and GCC in the absence of any coagulant was shorter than the clay in the presence of a coagulant. The result confirmed that talc or GCC was more efficient than clay on the dewatering and drying, which is consistent with a general knowledge in the collodal science.
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.
Small size privately owned wastewater treatment plants have been difficult to treat their wasted sludge and maintain steady effluent quality compared with publicly owned wastewater treatment plants. Therefore, this study has focused on treatment efficiency enhancement, specially nitrogen removal efficiency by recycling dewatering filtrate as an alkalinity additive from filter press using $CaCO_3$. As the result, it was found that the optimal mixing ratio between the excess sludge and $CaCO_3$ was 1:2. The major operation parameters such as specific substrate utilization rate, specific nitrification rate, and specific denitrification rate were also improved 64% ($0.048-0.079mg\;BOD_5/mg\;MLVSS{\cdot}day$), 35% ($0.020-0.027mg\;NH_3-N/mg\;MLVSS{\cdot}day$) and 68% ($0.051-0.086mg\;NO_3{^-}-N/mg\;MLVSS{\cdot}day$), respectively, after the adoption of new methods. Therefore, both the problem of sludge treatment at small scale plants and the need for efficiency improvement could be solved.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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