유량 120 m3/day 함수율 95% 슬러지 염화 제1철 소석회 5% 20% 첨가

유량 120 m3/day 함수율 95% 슬러지 염화 제1철 소석회 5% 20% 첨가

 

 

유량 120 m3/day, 함수율 95%인 슬러지를

염화 제1철 및 소석회를 첨가하여 처리하려고 한다.

고형물의 건조중량당 각각 5%, 20% 첨가하여

15 kg/m2•hr의 여과속도로 탈수하여

수분 75%의 탈수 cake를 얻으려고 할 때

아래의 물음에 답하시오. (단, 슬러지의 비중 1.0)

(1) 여과기 여과면적(m2)

(2) 탈수 cake 발생량(m3/day)

 

 

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슬러지 = 고형물 + 수분

( 용액 = 용질 + 용매 )

 

 

 

슬러지의 밀도 = 1 g/mL = 1000 kg/m3 이고,

( 참고: 밀도와 비중 https://ywpop.tistory.com/2922 )

 

슬러지의 유량(= 양) = 120 m3/day 이므로,

슬러지의 부피를 질량으로 환산하면,

(120 m3/day) (1000 kg/m3)

= 120000 kg/day

 

 

 

슬러지의 함수율(= 수분) = 95% 이므로,

( 고형물의 함량 = 5% )

 

고형물의 양을 계산하면,

(120000 kg/day) × (1 – 0.95)

= 6000 kg/day

 

 

 

첨가제의 양을 계산하면,

> 염화 제1철: (6000 kg/day) × 0.05 = 300 kg/day

> 소석회: (6000 kg/day) × 0.20 = 1200 kg/day

 

 

 

첨가제도 고형물이므로,

전체 고형물의 양을 계산하면,

6000 + 300 + 1200

= 7500 kg/day

 

 

 

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여과면적을 계산하면,

여과면적(A) = 유량(Q) / 여과속도(V)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/17214 )

 

= [(7500 kg/day) (1 day / 24 hr)] / (15 kg/m2•hr)

= 20.83 m2

 

 

 

[참고] 여과면적 공식 같은 것은

따로 암기할 필요가 없다.

m2 단위가 나오도록 ( m2 단위만 남도록 )

계산해주면 된다.

( 참고: 단위소거법 https://ywpop.tistory.com/3121 )

 

 

 

탈수 cake(= 슬러지)의 수분 = 75% 이므로,

탈수 cake의 고형물 = 25%.

 

 

 

탈수 cake의 양을 계산하면,

(7500 kg/day) / 0.25

= 30000 kg/day

( 참고: 질량 백분율 https://ywpop.tistory.com/2656 )

 

 

 

질량을 부피로 환산하면,

(30000 kg/day) (1 m3 / 1000 kg)

= 30 m3/day

 

 

 

답: (1) 20.83 m2, (2) 30 m3/day

 

 

 

 

[참고] 슬러지를 채(여과기)로 거르면 건더기(고형물)만 걸러지는데,

( 여과면적 계산에 전체 고형물의 양이 필요한 이유 )

 

걸러진 건더기가 수분을 머금고 있기에

탈수 cake의 양은 이 수분을 더해 주어야 한다.

 

> 여과/탈수 전, 슬러지의 양 = 120 m3/day

> 여과/탈수 후, 슬러지의 양 = 30 m3/day

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/472054 ]

진공여과기로 슬러지를 탈수하여 cake의 함수율을 70%로 할 때 여과속도는 20 kg/m2•h(고형물기준), 여과면적은 50 m2의 조건에서 1시간당의 cake 발생량은? (단, 비중은 1.0으로 가정한다.)

 

 

 

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