빠른 답변: 펄프 및 제지 공장에서는 매우 성질이 다른 세 가지 슬러지가 발생한다. 1차 슬러지(정화조에서 나오는 섬유와 충전제로 탈수가 쉽다), 2차 슬러지(폭기 단계에서 발생하는 생물학적 슬러지로 탈수가 어렵다), 그리고 재생지 공장에서는 잉크 제거 슬러지(섬유, 잉크, 점토, 탄산칼슘)가 발생한다. 스크루 프레스와 벨트 프레스는 섬유질 1차 슬러지를 잘 처리한다. 챔버 또는 멤브레인 필터 프레스는 회분이 많은 잉크 제거 슬러지, 보일러 연료나 매립을 위해 고형분 35~40% 이상의 케이크가 필요한 1차 및 2차 혼합 슬러지, 그리고 크라프트 공장의 라임 머드와 그린 리큐어 드레그에 더 적합한 선택이다.
제지 공장의 세 가지 슬러지
펄프 및 제지 슬러지에 대한 논의는 흐름을 분리하는 것부터 시작해야 합니다. 왜냐하면 탈수 장비의 잘못된 선택은 보통 이를 하나의 물질로 취급하는 데서 비롯되기 때문입니다.
| 슬러지 | 출처 | 포함된 내용 | 탈수 거동 |
|---|---|---|---|
| 1차 슬러지 | 밀 폐수에 대한 1차 침전조 또는 DAF | 단섬유, 미세분, 충전제(점토, 탄산칼슘, 활석), 일부 전분 및 사이즈제 | 쉬움: 섬유질이며, 열린 케이크를 형성하고, 탈수성이 높음 |
| 2차(생물학적) 슬러지 | 활성슬러지 처리장, 폭기 라군, MBBR 또는 MBR은 폐수를 처리한다 | 박테리아 플록, 세포외 고분자, 결합수 | 경질: 압축성, 젤라틴상, 고분자 요구량 높음 |
| 탈잉크 슬러지 | 재생섬유(DIP) 라인의 부상 및 세척 단계 | 잉크, 코팅 점토 및 탄산염, 단섬유, 스티키; 회분 40–60% | 중간 정도: 회분이 많으면 밀도가 높아지지만 미분이 천을 막는다 |
| 라임 머드와 드레그 | 크래프트 재가성화: 백액 정화기에서 나온 탄산칼슘; 녹액 침전물 | 미세 무기 고체, 알칼리성, 고온 | 무기물이며 필터 프레스에 부담이 적고, 찌꺼기는 끈적하고 알칼리성입니다 |
대부분의 제지공장은 탈수 전에 1차 슬러지와 2차 슬러지를 혼합하며, 일반적으로 건조 중량 기준으로 2:1에서 4:1 사이의 비율로 혼합합니다. 이는 1차 슬러지에 포함된 섬유가 여과 보조제 역할을 하여 생물학적 슬러지를 함께 운반하기 때문입니다. 이 비율은 혼합 슬러지의 탈수 성능을 결정하는 가장 큰 단일 요인이며, 제지공장의 폐수 처리 설계에 의해 고정됩니다. 다음에 대한 안내서 DAF가 필요할 때 주요 단계를 다루며, 그리고 MBR vs MBBR vs SBR 생물학적 단계.
케이크가 무엇을 위한 것인지가 목표를 결정한다
펄프 및 제지 슬러지는 대부분의 산업 슬러지보다 최종 용도가 다양하며, 각 용도마다 목표 수분 함량이 있습니다:
- 보일러 연료 제지공장의 바크 또는 바이오매스 보일러에서: 슬러지는 열을 흡수하지 않고 기여할 수 있을 만큼 충분히 건조해야 합니다. 고형분이 약 35% 미만이면 보일러에서 순 에너지 손실이 발생합니다. 고형분 40–50%가 일반적인 목표이며, 더 높을수록 좋습니다.
- 매립지대부분의 관할 지역에서는 페인트 필터 테스트를 통과하고 운반이 가능할 만큼 안정적인 케이크를 요구하며, 실제로 혼합 슬러지의 경우 고형분 25–35%가 필요하다. 매립지 수수료는 습윤 톤 기준으로 부과되므로, 고형분 1%포인트가 곧 돈이다.
- 토지 살포 및 퇴비화고형분 20–30%면 충분하다; 제약은 건조도가 아니라 오염물질이다.
- 시멘트 가마, 벽돌 및 보드 제조높은 광물 함량을 지닌 탈잉크 슬러지는 원료이다; 킬른이나 플랜트가 수분 규격을 설정하며, 일반적으로 고형분 40–60%이다.
장비 선택은 목표에 따라 결정된다. 벨트 프레스는 혼합 슬러지에서 고형분 20–30%에 무리 없이 도달하고, 스크루 프레스는 섬유질 슬러지에서 25–35%에 도달하며, 챔버 필터 프레스는 35–45%에 도달하고, 멤브레인 필터 프레스는 탈잉크 및 혼합 슬러지에서 40–55%에 도달한다. 케이크가 보일러나 킬른으로 가는 경우, 필터 프레스는 일반적으로 열건조 없이 그 수준에 도달할 수 있는 유일한 장비다.
제지 공장 슬러지용 장비 비교
| 장비 | 1차 / 섬유상 슬러지 | 혼합 1차 + 2차 | 탈잉크 슬러지 | 노트 |
|---|---|---|---|---|
| 스크류 프레스 | 30–40% 고형분, 우수함 | 25–35% | 25–35%, 재 잔해로 인한 스크린 마모 | 낮은 에너지, 연속식, 섬유질에 내성 있음; 섬유질이 거의 없는 슬러지에는 취약함 |
| 벨트 필터 프레스 | 25–35% | 20–30% | 25–35% | 연속식, 낮은 자본; 폴리머 민감성; 습윤 케이크 |
| 데칸터 원심분리기 | 25–35% | 20–30% | 30–40% | 컴팩트; 고출력 및 폴리머; 섬유는 스크롤을 감쌀 수 있습니다 |
| 챔버 필터 프레스 | 35–45% | 30–40% | 40–50% | 배치식; 일반 장비 중 가장 건조한 케이크; 미분과 끈적임으로 인한 천 막힘을 관리해야 함 |
| 멤브레인 필터 프레스 | 40–50% | 35–45% | 45–55% | 스퀴즈는 압축 가능한 생물학적 부분을 보상합니다; 목표 수분에 대한 최단 주기 |
대형 제지 공장에서 흔히 볼 수 있는 구성은 일상적인 1차 슬러지용 스크류 프레스 또는 벨트 프레스와 보일러로 보내야 하는 디잉킹 또는 혼합 슬러지용 필터 프레스입니다. 전체 내용 보기 필터 프레스 vs 원심분리기 vs 벨트 프레스 비교 그리고 우리의 다중 디스크 스크류 프레스 페이지.
제지 공장 슬러지용 필터 프레스 설계
컨디셔닝
1차 슬러지는 필터 프레스에서 폴리머가 전혀 필요하지 않거나 아주 적게 필요할 때가 많다. 혼합 슬러지는 양이온성 폴리머가 필요하며, 그 투입량은 생물학적 비율에 따라 증가하는데, 일반적으로 건조 톤당 활성 폴리머 2–6 kg이다. 탈잉크 슬러지는 흔히 이중 시스템, 즉 낮은 투입량의 무기 응집제(alum 또는 polyaluminium chloride)에 이어 폴리머를 투입하는 방식에 잘 반응한다. 자체 슬러지로 jar test와 filter leaf test를 해보는 것은 누구의 시간을 하루 투자할 가치가 있으며, 이 시험으로 폴리머, 여포 및 사이클 시간이 결정된다.
천
섬유는 천을 막지 않습니다; 미세분, 코팅 점토, 탄산염 및 스티키가 막습니다. 1차 슬러지의 경우 멀티필라멘트 또는 니들펠트 폴리프로필렌 천이 잘 방출됩니다. 탈잉크 슬러지의 경우 캘린더 처리된 표면과 낮은 투과성을 가진 모노필라멘트 또는 모노/멀티필라멘트 조합으로 이동하고, 스티키(재생지의 접착제)가 천 표면에 축적되므로 정기적인 고압 천 세척을 계획하십시오. 뜨거운 알칼리 세척이 이를 제거합니다; 우리의 원단 선택 가이드 그리고 우리의 기사 클로스 블라인딩 세부 사항을 알려주세요.
피드와 사이클
제지 슬러지는 연마성이 없으므로 6–8 bar까지 압력 램프가 있는 원심 펌프 또는 프로그레시브 캐비티 펌프로 충분합니다. 섬유질 슬러지는 빠르게 충전되고 여과됩니다: 1차 슬러지의 경우 45–90분의 사이클이 일반적이며, 생물학적 비율이 높은 혼합 슬러지의 경우 더 길어집니다. 12–15 bar에서 10–20분간의 멤브레인 스퀴즈는 마지막 몇 포인트의 수분을 제거하고, 더 중요하게는 케이크를 균일하게 하여 보일러가 일관된 연료를 공급받도록 합니다.
케이크 취급
섬유질 케이크는 응집력이 있고 깨끗하게 떨어지지만, 부피가 크고 호퍼에서 브리지를 형성할 수 있습니다. 케이크 배출구는 넓은 호퍼로 설계하고, 케이크가 보일러 공급 스크류로 가는 경우 분쇄기를 설치하며, 100판 프레스의 순간 배출을 처리할 수 있을 만큼 충분한 컨베이어 용량을 확보하십시오. 100판 프레스는 몇 분 만에 수 톤을 배출합니다. 다음 페이지: 완전 자동 프레스 배출 및 천 세척 자동화를 포함합니다.
크라프트 공장의 라임 머드와 그린 리커 드레그
크라프트 공장에서 재생소성 공정은 두 가지 무기 고형물을 생산한다. 석회 슬러지(탄산칼슘)는 일반적으로 석회 가마 전단의 프리코트 드럼 필터에서 탈수되지만, 가마가 가동 중단되었거나 슬러지를 판매하는 경우에는 필터 프레스가 프리코트 없이 65–75% 고형분 케이크를 생산한다. 그린 리큐어 침전물, 즉 그린 리큐어 청정기에서 나오는 어두운 잔류물은 끈적끈적하고 알칼리성이며 뜨거워서 업계에서 가장 다루기 까다로운 필터 프레스 작업 중 하나이다. 고온 폴리프로필렌 플레이트를 사용하는 챔버 프레스, 투명도보다는 탈리를 고려해 선택한 여포, 그리고 철저한 세척을 예상해야 한다. 50–60% 고형분의 침전물 케이크는 매립되거나, 점점 더 많이 토양 개량제로 사용된다. 우리의 화학 산업 필터 프레스 페이지는 고온, 알칼리성 작업용 플레이트 재료를 다룹니다.
물 재이용과 그에 따른 슬러지
밀스가 방류 제한을 충족하거나 신선한 물 섭취를 줄이기 위해 물 순환을 폐쇄하면 공정수에 용존 고형물과 미세 입자가 농축됩니다. 뒤따르는 추가 처리 단계(DAF, 막 여과, 증발)는 각각 더 많은 슬러지나 농축액을 생성하며, 탈수 시스템은 이에 맞게 설계되어야 합니다. 다음에 관한 우리의 기사 제로 리퀴드 디스차지 그리고 계속 정수장에서 슬러지가 얼마나 발생하는가 해당 부하를 추정하는 방법을 제시하십시오.
자주 묻는 질문
제지 공장 슬러지를 탈수하는 가장 좋은 방법은 무엇인가요?
슬러지의 종류와 케이크가 어디로 가는지에 따라 다릅니다. 스크류 프레스와 벨트 프레스는 매립이나 토지 살포로 가는 섬유질의 1차 슬러지에 적합합니다. 탈잉크 슬러지, 보일러로 가는 혼합 슬러지, 그리고 고형분 35–40% 이상의 케이크가 필요한 모든 공정에는 챔버 또는 멤브레인 필터 프레스가 일반적인 선택입니다.
제지 슬러지에서 필터 프레스가 도달하는 케이크 건조도는 어느 정도인가요?
일반적으로 챔버 프레스로 1차 또는 혼합 슬러지를 처리할 때 고형분 함량은 35–45%이며, 멤브레인 프레스로는 40–55%입니다. 잉크 제거 슬러지는 회분 함량이 높아 해당 범위의 상한에 도달합니다.
2차 슬러지는 왜 탈수하기가 그렇게 어려운가?
생물학적 플록으로, 세포외 고분자에 다량의 물이 결합되어 있습니다. 압축성이 있어 단순히 높은 압력만으로는 효과가 거의 없습니다. 섬유질 1차 슬러지와 2:1에서 4:1 비율로 혼합하고, 양이온성 고분자를 투여하며, 멤브레인 스퀴즈를 사용하는 것이 실질적인 해결책입니다.
슬러지를 제분소 보일러에서 연소하려면 얼마나 건조해야 합니까?
대략 35% 고형분 이하의 슬러지는 물을 증발시키는 데 연소로 방출하는 것보다 더 많은 열을 흡수한다. 순 기여를 위해서는 보통 40–50% 고형분 이상이 목표이다. 건조기 없이 이를 달성하는 일반적인 방법은 막 필터 프레스이다.
디잉킹 슬러지란 무엇이며 어떻게 탈수됩니까?
재생지 라인의 부상 및 세척 단계에서 나오는 거부물: 잉크, 코팅 점토, 탄산칼슘, 단섬유 및 스티키, 회분 40–60%. 캘린더링된 모노필라멘트 천과 정기적인 천 세척을 사용하는 필터 프레스에서 탈수가 잘 되며, 케이크는 종종 시멘트 킬른이나 보드 제조에 사용된다.
필터 프레스가 라임 머드와 그린 리큐어 드레그스를 처리할 수 있습니까?
네. 석회 진흙은 65–75% 고형분까지 쉽게 여과됩니다. 드레그는 끈적끈적하고 뜨거우며 알칼리성이어서 내열성 플레이트, 이형성 직물, 철저한 세척이 필요하며 약 50–60% 고형분에 도달합니다.
슬러지 유형, 비율, 톤수, 케이크가 어디로 가는지 알려주시면 그에 맞는 프레스, 여포 및 컨디셔닝을 제안해 드리겠습니다: 제지 공장 슬러지 탈수 제안서를 요청합니다.
참고 문헌: US EPA — 펄프, 종이 및 판지 폐수 지침, 40 CFR Part 430, US EPA — 펄프 및 제지 부문 팩트 시트, 유럽 IPPC 사무국 — 펄프, 종이 및 판지 생산을 위한 최적가용기법 참조문서.
이 글은 우리의 가이드의 일부입니다 폐수 슬러지 탈수.