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Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.11, No.6, 662-666, October, 2000
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톱밥이 충진된 column을 이용한 한지제조공정 폐수중의 슬러지 분리에 관한 연구
A Study on the Separation of Sludge in Waste Water Discharged from the Manufacturing Process of Korean-Paper by Sawdust Packed Column
양오봉†, 김기주, 정용섭1
  • 전북대학교 화학공학부, 전북 561-756
  • 1전북대학교 응용생물공학부, 전북 561-756
O-Bong Yang†, Ki Ju Kim, and Yong Seob Jeong1
  • Division of Chemical and Technology, Chonbuk National University, Chonbuk 561-756, Korea
  • 1Division of Bioengineering, Chonbuk National University, Chonbuk 561-756, Korea
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초록
한지제조 공정에서 발생하는 폐수중의 슬러지 연속분리를 위한 톱밥 충진탑 설계와 최적 운전 조건에 대하여 연구하였다. 또한 슬러지의 발열량 및 성분 분석을 통한 슬러지의 특성화와 슬러지 응집제인 황산반토(Al2(SO4)3)와 고분자 응집제의 첨가량에 따른 슬러지 응집에 대한 실험도 병행하였다. 본 실험에 사용된 슬러지의 발열량은 약 4500 kcal/kg 정도로 연료로서 재활용이 가능한 열량이었다. 본 실험의 슬러지 응집 실험에서 폐수 1 리터(약 1g의 슬러지를 포함) 당 황산반토(Al2(SO4)3) 0.1 g, 고분자 응집제 0.025 g을 첨가할 때 즉 황산반토/고분자응집제의 무게비가 4일 때 슬러지 응집을 위한 최적의 조건임을 알 수 있었다. 직경이 50mm인 층진탑에 30-50 mesh 크기의 톱밥을 충진제로 하고 충진층의 높이를 200 mm로 하였을 때 분리효율이 49.5%로 가장 우수하였다. 또한 충진층의 길이(L)/지름(D)의 비(L/D)가 클수록 높은 분리효율을 나타내지만, L/D의 비가 4일 때 단위시간당의 분리효율이 0.645%/h로 가장 높았다. 슬러지를 포함하는 폐수를 위에서 아래로 통과시킬 때 충진탑 상층에 톱밥의 크기가 큰 10-30 mesh의 톱밥을 75 mm, 중간층에 30-50 mesh의 톱밥을 50 mm 그리고 하층에 입자의 크기가 작은 50-60 mesh의 톱밥을 25 mm로 채운 분리탑의 분리효율이 가장 우수하였다. 즉 충진탑의 상층에 톱밥의 크기가 큰 톱밥을 높게 충진하고 하단에 톱밥에 크기가 작은 톱밥을 낮게 충진하는 것이 분리 효율을 향상시킴을 알 수 있었다.
This study presents the design and operation of a column packed with sawdust for the continuous separation of sludge from wastewater of a Korean-paper manufacturing process. A sludge was characterized by CHNS analysis, Bomb-calorimeter and thermogravimetric analysis (TGA). The coagulation of sludge was investigated as a function of dosage ratio of coagulant, Al2(SO4)3, and dispersing agent, polyacrylamide(PAM). Average heating value of sludge was about 4500 kcal/kg-sludge, which is a substantial heating value for a fuel. In our experimental condition, the optimum dosage ratio to make sludge was 0.1 g of Al2(SO4)3, and 0.025 g of PAM with a mass ratio (Al2(SO4)3/PAM) of 4 per lℓ of wastewater containing about 1 g of sludge. The separation column with a diameter of 50 mm packed with sawdust of 30-50 mesh to a height of 200 mm showed the highest separation efficiency of 49.5%. Although the separation efficiency increased as the column length increased, when the column L(length)/D(diameter) ratio was 4, it exhibited the highest separation efficiency per separation time of 0.645%/h. In the down-flow continuous separation experiment, an optimum separation efficiency was achieved in a column packed with 25 mm height of 50-60 mesh sawdust at the bottom, 50 mm or 30-50 mesh sawdust at the middle part and 75 mm of 10-30 mesh sawdust at the top. By having the largest size of sawdust at the upper part of column, a higher separation efficiency was accomplished.
Keywords:Sludge separation;Korean-Paper;Sawdust;Packed column
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