각종 폐기물의 성분 및 특성에 따라 파쇄, 건조, 탄화, 성형공정을 수립하고 이와 관련된 기계, 구조물, 부품 등의 설계도면을 작성한다.
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수도권매립지관리공사는 하수 슬러지를 탄화·건조 과정을 거쳐 복토재로 만드는 자원화시설을 폐기물종합자원화단지 안에 짓기로 하고, 1단계로 하루 1t 규모 시설을 먼저 준공하는 목표를 세운 적이 있다.[1] 이런 사업들이 늘수록 탄화 공정을 설계하는 기술자의 역할도 커진다.
용인시는 런던협약에 따른 하수슬러지 해양투기 금지와 폐기물관리법상 육상 직매립 금지에 대응해, 유동상 소각 방식의 하수슬러지 처리시설에 45,009백만원의 사업비를 투입해 2011년 준공했다.[2] 이런 대형 처리시설은 탄화 방식이든 소각 방식이든 설계·시공에 오랜 기간과 많은 예산이 든다는 점을 보여준다.
하수 슬러지 건조·탄화 장치는 증기와 과열증기를 슬러지에 직접·간접으로 접촉시켜 먼저 건조한 뒤, 저산소 상태에서 열분해와 탄화를 일으키는 방식으로 설계된 특허가 있다.[3]
탄화 처리 설비는 바이오매스와 탈수 슬러지를 섞어 수분 함유량을 30~70%로 맞춘 혼합물을 무산소나 저산소 상태에서 700~900℃로 건류 처리해 탄화물을 얻는 방식으로 설계된다.[4]
음식물류폐기물과 하수슬러지를 6대4로 섞어 반응시키면 고정탄소 함량이 처음 1.1%에서 최대 36%까지 늘고, 반응온도를 높이면 발열량이 원료 대비 약 6배로 늘어 고형연료 기준인 3,000kcal/kg를 만족한다는 실험 결과가 있다.[5]
하수슬러지를 이용한 친환경 고형연료 특허에는 피트모스·황토분말·활성탄·제올라이트를 섞은 첨가제가 등장하며, 국내 하수슬러지는 2008년 기준으로 하루 약 3만5,000톤이 발생한다고 이 특허 문헌은 설명한다.[6]
일부 악취처리시스템은 산성수를 분사해 암모니아·아민류를 중화하는 1차흡수층과 알칼리수로 황화수소·메틸머캅탄을 산화·중화하는 2차흡수층을 거친 뒤, 정전 디미스터로 나머지 악취물질을 제거하는 단계별 구조로 설계된다.[7]
경남 김해시는 174억 원을 들여 하루 100t 규모의 하수슬러지 탄화설비를 갖춰, 하루 10t의 탄화물을 생산해 연간 2,800여만 원의 수익을 낼 것으로 기대했다.[8]
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