폐기물의 선별기술 및 각종 분리기술

소개글

폐기물의 선별기술 및 각종 분리기술에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 선별기술의 원리

2. 선별장치의 종류

3. 선별효율을 나타내는 식
(1) Worrell의 제안식
(2) Rietema식

4. 각종 선별장치 및 방법
(1) 습식파쇄분별
(2) 반습식 분별
(3) 풍력선별
(4) 진동과 채분리에 의한 선별
(5) 회전 채 분리기(트롬멜, tromel)
(6) 자기선별
(7) 광학적 분리
(8) 중액(용매)분리
(9) 정전분리
(10) 과전류 분리

본문내용

, 회전식(철의 분별)
⑧ 용제선별 : 크실렌(Xylene)
⑨ 세정선별 : 수류, 물­Screen 병용식
⑩ 강도차 선별 : 반습식파쇄기
⑪ 부유선별 : 부유선광식(비중차)
⑫ 광학선별 : 반사식, 투과식 (적외선 사용, 유리와 같은 색으로 분별)
⑬ 저온파쇄분별 : 각종 플라스틱의 위성에 의하여 분리
3. 선별효율을 나타내는 식
각종 기계장치에 의한 선별은 선별효율이 중요한 판단기준이 된다. 주로 선별효율을 나타내는 식은 투입구는 하나이고, 배출구는 둘이라는 가정이며, 각각의 흐름에는 선별대상물질과 기타물질이 모두포함되어 있다는 전제하에서 구하고 있다. 이들을 모식도로 나타내면 다음과 같다.
(1) Worrell의 제안식
x회수율 = x1 / x0
x1 : 회수된 양중 x의 순량 x0: 회수된 x의 총량
회수율이 아무리 높아도 y에 회수대상폐기물이 많이 포함되어 있으면, 의미가 없다.
따라서 y1의 량이 최소이어야하며, y2가 커야한다. y의 제거율을 나타내면 다음과 같다.
y의 제거율 = 1-(y1/y0) = (y0-y1)/y0 = y2/y0
여기에서
y0 : 투입된 기타 폐기물량, y1: 회수되는 기타 도시폐기물의 량, y2: 제거되는 기타폐기물의 량
선별효율(E) = (x회수율)(y회수율)
= (x1/xo) × (y2/y0)
(2) Rietema식
x회수율은 높을수록 좋고, y회수율은 낮을수록 좋다.
이와 같은 정의에 의하여 선별효율을 다른 식으로 표현하면 다음과 같다.
E(선별효율) = x의 회수율 = y의 회수율 = (x1/x0 -y1/y0)
4. 각종 선별장치 및 방법
(1) 습식파쇄분별
원통상의 수조 내에 해머(hammer)가 붙은 특수회전날을 설치한 것으로서, 수조 내에는 일정량의 물이 채워진다. 이 기계는 고지(古紙) 회수용으로 개발된 해리기에 해머를 붙여서 파쇄기능을 가지게 한 것이다. 수조에 투입된 폐기물 중에 물에 잘 녹는 종이류와 주방폐기물은 잘 녹아 풀어져 슬러리 상태가 된다.
유리, 도자기, 토사, 플라스틱 등은 고속회전하는 해머의 충격력에 의하여 파쇄되어, 슬러리상과 함께 회전날개 밑에 설치된 다공판을 통과하여 펌프로 배출된다. 금속파편, 깡통, 피혁류는 다공판을 통과할 정도로는 파쇄되지 않기 때문에 다공판 상측에 설치된 배출구로 배출된다.
(2) 반습식 분별
반습식 분별에서는 충격, 압쇄, 전단의 각종 파쇄작용과, 각종 스크린에 의한 분별작용의 양쪽을 조합하여 이용하고 있다. 특히 후술하는 것과 같이 종이류의 분별을 위하여 도중에 약간의 가습을 하기 때문에 반습식이라고 하게 되었다.
반습식 선별장치는 크게 3단계로 선별하게 되어 있다.
① 제1단계 : 충격에 가장 약한 유리 도자기 주방폐기물 등이 파편으로 파쇄돼 분리
② 제2단계 : 중간적강도를 가진 종이류가 2단 스크린에서 분리. 이 단계에서 약간의 물을 가하여 폐기물에 물을 흡수하게 하여 강도를 저하시켜 분리
③ 제3단계 : 2단계에서 배출되지 않은 잔여 폐기물이 충격, 전단, 파쇄되면서 원통내를 진행하면서 잔여 성분의 금속, 플라스틱, 섬유, 목재, 고무, 피혁 등이 분리
(3) 풍력선별
정지공기 중에 물체를 낙하시키면 처음에는 물체가 움직이는 중력에 의하여 가속되지만, 언젠가는 가속도가 없어져 공기의 저항력과 물체가 움직이는 중력이 맞부딪쳐 등속도운동을 한다.
이와 같이 풍력선별은 공기중을 물체가 낙하하는 속도의 차를 이용하는 선별법이다. 이 방식에는 아래와 같이 중력의 방향과 수직으로 공기를 보내서 선별하는 횡형과, 중력의 방향과 역방향으로 공기를 보내는 입형이 있다.
(4) 진동과 채분리에 의한 선별
진동과 채분리의 효과를 이용한 선별에는 진동채분리기가 있다. 채분리에 의한 선별은 조성에 의하여 입경의 차가 클수록 효과가 있다. 채분리의 효과를 얻기 위해서는 조성에 의해서 파쇄입경의 차가 나오는 파쇄기와의 조합이 필요하다.
(5) 회전 채 분리기(트롬멜, tromel)
원통의 채 분리면을 수평보다 5도 전후의 경사로 해서 한 축의 주위를 회전시켜 채분리하는 방법으로서, 원통의 길이 방향으로 구멍의 크기가 틀린 채를 두어 입도별로 선별하는 방법이다. 이 선별이 잘되기 위해서는 폐기물의 조성별로 파쇄입경의 차가 중요하다. 선별은 크게 3개 부류로 나눈다. 파쇄입경이 큰 플라스틱을 주체로 한 1부류, 파쇄입경이 중(中) 정도인 종이를 주체로 한 가연물의 2부류, 파쇄입경이 적은 주방폐기물을 주체로 한 3부류로 나누어진다.
(6) 자기선별
도시폐기물로부터 철 등의 자성을 갖는 물질을 분리·회수하는 대표적인 방법으로 자기선별이 넓게 이용되고 있다. 장치의 형식으로는 자기드럼(Drum)식, 자기컨베이어(Conveyor)식 등이 있다. 회수율과 회수물의 순도를 높일 목적으로는 다단식이 이용되는 경우가 많다. 자기선별은 생쓰레기의 파쇄 전후에도 이용되지만, 약 15cm 이하로 파쇄되는 것이 좋다.
(7) 광학적 분리
광학적 분리법에서는 물질이 갖는 광학적 특성( 색)의 차를 이용하여 선별하는 것이다. 아래 그림에 나타낸 것과 같이 공급부, 광학부, 고압공기 분사부로 나누어져 있다. 형상인식 부위는 병류의 형태를 파악하고, 색검출 장치는 유리류의 색상을 선택적으로 인식하여 선별한다.
(8) 중액(용매)분리
중액분리법에서는 매체보다도 큰 비중을 갖는 것과 매체보다도 적은 비중을 갖는 것을 선별한다. 중액으로서는 탄화수소의 불화물과 염화물이 이용된다.
(9) 정전분리
물질의 전도율, 초전도효과, 정전작용을 이용한 방법. 고전압발생장치에 의해 전극과 회전통의 사이에 형성되는 이온의 작용에 의하여 구리와 같은 전도성 물질이 원통으로부터 반발하여 낙하하고, 또 절연성 물질과 수지 등은 원통에 부착하여 브러시에 의해 원통으로 떨어져 각각 분리된다. 이 방법은 종이와 플라스틱의 분리에 적용 가능하여 수분을 흡수한 종이가 전도체로 되고, 플라스틱은 비전도체이기 때문에 분리된다.
(10) 과전류 분리
연속적으로 변화하는 자장 속에 비자성이며, 전기전도성이 좋은 금속인 구리, 알루미늄, 아연 등을 넣으면 금속 내에 소용돌이 전류가 발생하여 반발력이 생긴다. 이 반발력의 차를 이용하여 분리시킨다.

키워드

선별장치,   전처리과정,   가연물,   양자,   공정회수