폐기물 수분 함량의 의미

1. 서론

폐기물 수분 함량은 환경 및 폐기물 처리 공정에서 중요한 지표 중 하나로, 폐기물의 특성을 평가하고 적절한 처리 방안을 찾기 위해 사용됩니다. 이 글에서는 폐기물 수분 함량의 의미, 측정 방법, 응용 분야, 그리고 수분 함량을 계산하는 예제에 대해 알아보겠습니다.

 

2. 폐기물 수분 함량의 의미

폐기물 수분 함량은 해당 폐기물 내의 수분의 비율을 나타내는 지표입니다. 이는 폐기물의 무게 중 얼마나 많은 부분이 수분으로 이루어져 있는지를 알려줍니다. 폐기물의 수분 함량은 처리 및 재활용 가능성을 판단하는 데에 중요한 정보를 제공합니다.

 

3. 폐기물 수분 함량의 측정 방법

폐기물 수분 함량은 일반적으로 물리적인 실험과 측정을 통해 확인됩니다. 다양한 방법 중 가장 흔한 것은 건조법입니다. 폐기물 샘플을 가열하여 수분을 증발시키고 남은 고체 물질의 무게를 측정하여 수분 함량을 계산합니다.

 

4. 폐기물 수분 함량의 응용 분야

폐기물 처리 시스템 최적화: 폐기물 수분 함량은 처리 시스템의 효율을 최적화하는 데에 활용됩니다. 높은 수분 함량의 폐기물은 다르게 처리되어야 하며, 이를 고려한 설비 운영이 필요합니다. 자원 회수 및 재활용: 폐기물 내의 수분 함량은 재활용 가능한 자원의 추출 가능성을 나타냅니다. 낮은 수분 함량의 폐기물은 재활용이나 에너지 회수에 적합할 수 있습니다.

 

5. 폐기물 수분 함량 계산식

 

6. 폐기물 수분 함량의 예제 계산

 

7. 결론

폐기물 수분 함량은 폐기물 처리 및 환경 평가에서 핵심적인 지표 중 하나로, 적절한 처리 방안을 결정하는 데에 큰 도움을 줍니다. 이를 통해 폐기물 처리 시스템을 최적화하고 자원 회수의 기회를 찾을 수 있습니다.

 

페기물 수분 함량

* 수분 함수율은 시료의 전·후 무게의 차로써 계산된다.

Xw(수분함량)

=(건조 전 시료의 중량-건조후 시료의 중량)/건조 전 시료의 중량 x 100‥(%)

* 함수율과 분뇨 및 슬러지의 물질량의 단위구성

슬러지(SL) = 고형물(TS) + 수분(W) = 강열 잔유물(FS) + 휘발성 고형물(VS) + 수분(W)

* 함수율과 슬러지의 밀도변화

슬러지량(SL)/밀도(ρSL) = 고형물(TS)/밀도(ρTS) + 수분량(W)/밀도(ρw) = VS/ρVS + FS/ρFS + W/ρw

* 함수율과 슬러지의 물질수지

ⓐ 농축, 탈수, 건조공정의 물질수지

W₁(100 - Xw₁) = W₂(100 - Xw₂) 여기서, W₁: 초기 슬러지량(kg)

W₂: 농축, 탈수, 건조처리 후의 슬러지량(kg)

Xw₁: 초기 함수율(%) Xw₂: 농축, 탈수, 건조처리 후의 함수율(%)

⒝ 소화 및 소각처리와 VS의 감소

VSm₂ = VSm₁x (1-E) VS 제거율(소화율) = (1- VS₂/VS₁) x 100

→ (VS만 고려하는 경우)

VS 제거율(소화율) = [1- (VS₂/FS₂)/(VS₁/FS₁)] x 100

→ (VS, FS를 동시에 고려하는 경우)

여기서, VSm₁: 소화 및 소각 전 VS량(kg)

VSm₂ : 소화 및 소각 후 VS량(kg) VS₁, FS₁: 소화 및 소각 전 VS 및 FS의 함량(%)

VS₂, FS₂: 소화 및 소각 후 VS 및 FS의 함량(%)

E : 소화율(VS 제거율)

예제>

예제1. 고형분이 20%인 주방 쓰레기 15ton을 소각하기 위하여 함수율이 40%되게 건조시켰다 면 이때 무게는 얼마인가?

<풀이>

건조 전후 고형물의 함량은 일정하므로 물질수지식을 활용한다.

W₁(100 - Xw₁) = W₂(100 - Xw₂) 15 (100 - 80) = W₂(100 - 40)

∴ W₂= 5(ton)

예제2.

유기물이 90%, 함수율이 96%인 슬러지를 용적이 1,000㎥ 소화조에 넣을 때, 유기물중 2/3가 제거되고 함수율이 92%일 때 슬러지의 부피는 얼마인가?

<풀이>

소화 후 슬러지의 부피는 투입 슬러지 중에서 감소된 수분량과 제거된 VS를 보정하면 계산이 가능하다.

SL

= VS + FS + W VS = 1000㎥(SL) x (100-96)(TS)/100(SL) x 90(VS)/100(TS) x 1/3

= 12㎥

FS = 1000㎥(SL) x (100-96)(TS)/100(SL) x (100-90)(FS)/100(TS)

= 4㎥

W = (12+4)㎥(TS) x 92(W)/(100-92)(TS)

= 184㎥

∴ SL = 12 + 4 + 184

= 200㎥