해저 파이프라인 예비커미셔닝(Pre-commissioning) 단계는 입수(Flooding), 배수(Venting), 하이드로테스팅(Hydrotesting), 탈수 (Dewatering), 건조(Drying), 질소충진(N2 Purging)의 공정과정으로 구성된다. 이 중 건조와 질소충진 과정은 운용 중 파이프라인 내부에 하이 드레이트(Hydrate)의 발생과 가스 폭발의 위험을 방지하기 위해 상대습도를 이슬점 아래로 감소 및 유지되도록 규정되어 있다. 본 연구의 목적은 해저 파이프라인 예비커미셔닝 중, 공기건조(Air Drying)와 질소충진 공정과정에 대한 해석법을 개발하고 현장계측 결과와의 상호 비교를 통해 해석법의 활용가능성을 평가하는 데 있다. 해저 파이프라인 내부 상대습도 평가를 위한 방법으로 전산열유체(CFD)를 활용한 해석기법을 도입·적용하였고 해양공사 해저 파이프라인 공기건조와 질소충진 공정과정에 대한 현장계측 결과와 잘 일치함을 확인하였다. 개발된 공기건조와 질소충진 해석법 및 평가방법을 향후 해저 파이프라인 예비커미셔닝 작업의 사전 엔지니어링 도구로 활용할 경우, 작 업생산성 향상에 크게 기여할 것으로 사료된다.

전 세계적으로 석유와 석탄 등 화석연료의 지속적 사용으로 인한 지구온난화가 가속화됨과 폐수, 축산폐수, 분뇨 등의 유기성 오니와 같이 해양투기로 인하여 해양생태계는 물론이며, 인간보건 환경에 미치는 영향도 극히 심하여 이에 따라 파생된 국제협약인 런던협약이후 정부는 2006년부터 해양투기 감량정책을 펼쳐왔다. 2012년부터는 가축분뇨 및 하수･폐수오니의 투기금지, 2013년에는 음식물 페수의 투기금지, 2014년에는 모든 폐기물을 바다에 투기하는 행위를 금지하여 현재 우리나라에서는 모든 폐기물의 해양배출이 금지된 상태이다. 하지만 매년 늘어나는 슬러지량과 슬러지 처분형태에 따른 처분량이 2013년도 하수슬러지 중 재활용 41.6%, 소각 24%, 기타 13%, 육상매립 11.5%, 연료화 9.9%, 해양투기 0%로 재활용 다음으로 소각의 비율이 높다. 이에 따라 기존의 슬러지 처분방식과 다른 하수슬러지의 육상처리 기술을 위한 대책을 강구하기 위하여 열 에너지를 소모하면서 슬러지를 감량화 시키는 소각, 건조 등의 처리방법 외에 녹생토, 지렁이 사육, 시멘트 원료화 및 퇴비화를 중심으로 한 자원화가 대안으로 제시된 바 있다. 본 연구는 슬러지에 함유된 수분을 악취발생 없이 탄화공정이 아닌 열풍 건조 시스템을 개발하여 경제성 및 환경성 문제에 대한 하수슬러지의 적정처리법을 찾는 것이 새로운 과제로 대두하고자 한다. 또한 MRT 값의 산정을 통해 열전달기작 및 장치 내의 물질이동 거동을 파악하는데 중요한 기초자료로 필요하며, 컨베이어 벨트의 rpm과 슬러지의 수분변화에 따라 MRT 변화 값을 도출하여 비교하였다. 열풍건조 박스형 컨베이어 벨트에 따른 슬러지의 MRT(체류시간)와 hold-up은 컨베이어벨트의 속도를 각각 20, 30, 40, 50, 60 rpm으로 슬러지 이송할 시에 sample A의 수분이 35.1%인 슬러지의 체류시간은 각각 2,462 sec, 1,644 sec, 1,244 sec, 990 sec, 809 sec로 나타났으며, sample B의 수분이 51.3%인 슬러지의 체류시간은 각각 2,732 sec, 1,816 sec, 1,439 sec, 1160 sec, 941 sec로 나타났다. 슬러지의 수분이 50% 이상일 경우가 hold-up되는 양이 많은 것으로 나타났는데 이는 슬러지의 수분으로 인해 처리초기에 장치의 내부의 벨트형 컨베이어의 특성상 건조 전에 벨트의 표면에 침착되기 때문에 수분이 낮은 슬러지에 비해 hold-up되는 양이 많은 것으로 판단된다. 또한 건조장치의 벨트는 건조 시 발생되는 증기를 순환시키기 위해 기체가 통과할 수 있도록 벨트의 표면에 메시형태로 제조하였으며 그사이로 흘러내린 수분의 양이 전체의 중량에 영향을 미친 것으로 사료된다.