KR0165602B1 - Method and apparatus for treating waste water containing organic material - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기물을 고농도로 함유하고 있는 폐수를 처리하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 장치의 하부에 위치한 적어도 2개 경로의 폐수 유입관; 슬러지 입상층 및 슬러지 블란켓층; 기체, 액체, 고체 분리 장치 및 그 상부에 위치한 접촉재; 및 유출되는 처리수를 반송시켜 장치내부로 유입시키는 유출수 유입관이 구비된 것을 특징으로 하는 유기성 폐수의 처리 장치에 의하면 폐수 중 유기물의 제거량이 향상되고, 처리조의 안정성 및 처리율이 향상된다.The present invention relates to a method and apparatus for treating wastewater containing a high concentration of organic matter, the wastewater inlet pipe of at least two paths located at the bottom of the apparatus; Sludge granular layer and sludge blanket layer; Gas, liquid, solid separation devices and contact materials located thereon; And an effluent inflow pipe for conveying the treated water outflow and flowing into the apparatus, the amount of organic matter removed from the wastewater is improved, and the stability and treatment rate of the treatment tank is improved.
Description
제1도는 본 발명에 따른 유기성 폐수 처리장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of an organic wastewater treatment apparatus according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1, 2 : 폐수 유입관 8 : 유출수 반송관1, 2: wastewater inlet pipe 8: outflow water return pipe
3, 4 : 유출수 유입관 9 : 슬러지 입상층3, 4: effluent inflow pipe 9: sludge granular layer
5 : 기체,액체,고체 분리부 10 : 슬러지 블란켓층5: gas, liquid, solid separation unit 10: sludge blanket layer
6 : 접촉재 11 : 배기관6: contact material 11: exhaust pipe
7 : 유출수 유출관7: outflow pipe
본 발명은 식품폐수, 당폐수, 전분폐수, 축산폐수, 석유화학폐수 등 유기물을 고농도로 함유하고 있는 폐수를 처리하는 유기성 폐수의 혐기성 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an anaerobic treatment method and apparatus for organic wastewater for treating wastewater containing a high concentration of organic matter, such as food wastewater, sugar wastewater, starch wastewater, livestock wastewater, and petrochemical wastewater.
각종 공장에서 나오는 공장 폐수 및 가정 폐수는 그대로 방출시 환경 오염을 유발하는 원인이 되므로 환경 보호의 측면에서도 이를 처리하여 방출하는 것이 필요하다.Factory wastewater and household wastewater from various factories is a cause of environmental pollution when discharged as it is, it is necessary to treat and discharge it in terms of environmental protection.
종래의 폐수 처리 방법으로는 혐기성 처리 방법 또는 호기성 처리 방법이 있다. 폐수의 혐기성 처리 방법은 호기성 처리 방법에 비하여 에너지의 소모가 적고 슬러지의 발생량이 적으며, 생성되는 메탄가스를 자원화 할 수 있고 또한 영양물질의 소모가 적다는 장점이 있다. 그러나, 혐기성 처리의 경우 슬러지의 생성 속도가 늦기 때문에 정상 상태까지 오랜 시간이 걸리고 호기성 처리에 비하여 반응 시간이 많이 소요되며, 일부 독성 물질에 심각한 영향을 받기 때문에 적용에 어려움을 겪고 있다.Conventional wastewater treatment methods include anaerobic treatment methods or aerobic treatment methods. Anaerobic treatment of waste water has the advantages of less energy consumption, less sludge generation, resources of methane gas generated and less nutrients consumption than aerobic treatment. However, in the case of anaerobic treatment, the sludge production rate is slow, so it takes a long time to reach a steady state, takes a longer reaction time than aerobic treatment, and is difficult to apply because it is seriously affected by some toxic substances.
J.C. 영 및 P.L. 맥카티가 발표한 혐기성 여상법에 의한 처리(Proc. 22nd Ind. Waste Conf. Purdue Univ. 1967, 559)에서는 접촉재를 사용하여 처리의 안정성과 슬러지의 체류시간을 향상시켰으며, J. 레팅거 등의 상향류 슬러지 블란켓을 이용한 생물학적 처리(Biotechnology and Bioengineering 22, 669-734, 1980)에서는 처리조의 하부에 슬러지 입자를 형성시켜 유기물 분해 능력을 향상시켰다. 또한 현대 엔지니어링 주식회사의 대한민국 특허 공고 제93-1217호에서는 고농도의 유기성 폐수를 1 내지 5일 동안 체류시키면서 처리조의 중간 부분에 처리조 높이(H)의 0.55-0.65H 만큼 파형 굴곡형 접촉재를 사용하여 처리하는 방법을 사용하였다.J.C. Young and P.L. In the Anaerobic Filtration Process published by McCarty (Proc. 22nd Ind. Waste Conf. Purdue Univ. 1967, 559), contact materials were used to improve the stability of the treatment and the residence time of the sludge, J. Lettinger et al. Biological treatment (Biotechnology and Bioengineering 22, 669-734, 1980) using the upflow sludge blanket of sinter formed sludge particles in the lower part of the treatment tank to improve organic decomposition ability. In addition, Korean Patent Publication No. 93-1217 of Hyundai Engineering Co., Ltd. uses a curved curved contact material with 0.55-0.65H of treatment tank height (H) in the middle of the treatment tank while maintaining a high concentration of organic wastewater for 1 to 5 days. The treatment method was used.
그러나 상기 방법들은 고농도 폐수 처리시 처리 상태가 불안정하며, 영양 물질이 과다로 소비될 뿐더러 유입 폐수의 농도에 대한 제한이 있었다.However, these methods are unstable in the treatment of high concentrations of wastewater, consuming excessive amounts of nutrients and limiting the concentration of influent wastewater.
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하여 고농도 유기성 폐수를 안정적으로 처리하면서 그 처리 효율을 향상시킴과 동시에 영양 물질의 소모량을 감소시킬 수 있는 유기성 폐수의 처리 방법 및 장치를 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to solve the above problems and to provide a method and apparatus for treating organic wastewater which can stably treat high concentration organic wastewater while improving its treatment efficiency and reducing the consumption of nutrients.
본 발명에 따른 유기성 폐수 처리 장치는 장치의 하부에 위치한 적어도 2개 경로의 폐수 유입관; 슬러지 입상층 및 슬러지 블란켓층; 기체,액체,고체 분리 장치 및 그 상부에 위치한 접촉재; 및 유출되는 처리수를 반송시켜 장치 내부로 유입시키는 유출수 유입관이 구비된 것을 특징으로 한다.The organic wastewater treatment apparatus according to the present invention comprises at least two paths of wastewater inlet pipes located at the bottom of the apparatus; Sludge granular layer and sludge blanket layer; A gas, liquid and solid separation device and a contact material disposed thereon; And an outflow water inlet pipe for transporting the outflowing treated water to be introduced into the apparatus.
본 발명에서는 장치내에 기체,액체,고체 분리판을 설치하고 그 상부에 섬모상 접촉재 또는 플레이트형 접촉재를 사용하여 폐수 처리율을 향상시키는 동시에 슬러지의 유출을 적게 하는 한편; 유출되는 처리수의 일부를 처리조 내로 직접 반송 유입시킴으로써 처리조 내의 pH를 안정시키고 pH 조절용 약품 및 영양 물질의 소비를 줄이고; 폐수 유입 경로를 두 가지 이상의 하향 경로로 설치함으로써 슬러지 입자와 유기물 사이의 접촉이 일정 부분에서만 일어나는 단회로 현상의 발생을 막고 폐수 중 유기물 제거량을 향상시키고 처리의 안정성을 이룩하였다.In the present invention, by installing a gas, liquid, solid separation plate in the apparatus and using a ciliated contact or a plate-like contact on the upper part to improve the wastewater treatment rate while reducing the outflow of sludge; Stabilizing the pH in the treatment tank and reducing the consumption of pH adjusting chemicals and nutritional substances by directly returning a portion of the treated water to the treatment tank; By installing the wastewater inflow path in two or more downward paths, the contact between the sludge particles and the organic matter was prevented from occurring in a short circuit, and the removal of organic matter from the wastewater was improved and the treatment stability was achieved.
이하 본 발명을 첨부된 도면과 함께 상세히 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
폐수 유입관은 폐수가 유입되는 곳이다. 폐수를 장치 내로 유입시킬 때 유입 경로의 변경 없이 동일 경로로 장시간 운전할 경우, 발생 기체와 유입수의 유입에 의한 추진력으로는 슬러지 입자와 유기물 사이에 일정 부분만 접촉되는 단회로 현상이 발생하게 되고, 시간이 지남에 따라 유기물 제거율이 하락하는 현상이 발생한다. 따라서 본 발명에 따른 처리 장치에서는 적어도 2개 이상의 유입관(1, 2)을 두어 하루 간격으로 경로를 교체시키면서 운전함으로써 단회로 현상의 발생을 막아 유기물 제거율의 하락을 방지할 수 있다.The wastewater inlet pipe is where the wastewater enters. When the wastewater is introduced into the device for a long time without changing the inflow path, a short circuit phenomenon occurs in which only a part of the sludge particles and organic matter are contacted by the driving force of the generated gas and the inflow water. Over time, the organic removal rate decreases. Therefore, in the treatment apparatus according to the present invention, at least two or more inlet pipes 1 and 2 are operated while the paths are replaced at intervals of one day, thereby preventing occurrence of a short circuit phenomenon and preventing a decrease in organic removal rate.
폐수 유입관(1, 2)을 통해 들어온 폐수는 슬러지 입상층(9)과 슬러지 블란켓층(10)을 통과하면서 유기물의 약 80%가 제거된다. 슬러지 입상층(9)은 처리조 하부에서 0.2 내지 0.3H를 차지하며, 유기물의 가수분해와 유기산 및 메탄이 가장 활발히 생성되는 층이다. 슬러지 입자의 생성을 촉진하기 위하여 처리조의 초기 운전시 유기물 부하량을 0.5 내지 1㎏.COD/㎥.day 로 한 후 유기물의 제거율이 80% 이상 이루어지는 시점에서 유기물의 부하량을 30% 범위에서 증가시키며 처리한다. 이후, 30 내지 50일 사이에 슬러지의 입상화가 이루어지기 시작하며, 약 90일 경에는 2 내지 3㎜ 크기의 입상 형태의 정상 상태에 도달한다.The wastewater introduced through the wastewater inflow pipes 1 and 2 passes through the sludge granular layer 9 and the sludge blanket layer 10, thereby removing about 80% of organic matter. The sludge granular layer 9 occupies 0.2 to 0.3H at the bottom of the treatment tank, and is a layer in which hydrolysis of organic matter and organic acids and methane are most actively produced. In order to promote the production of sludge particles, the organic matter load in the initial operation of the treatment tank is 0.5 to 1 kg. COD / ㎥.day, and then the organic matter load is increased in the range of 30% when the removal rate of the organic matter is 80% or more. do. Then, the granulation of the sludge starts to take place between 30 and 50 days, and reaches a steady state of the granular form of the size of 2-3 mm by about 90 days.
슬러지 블란켓층(10)은 슬러지 입상층(9) 상부 측으로 0.25 내지 0.35H에 위치하며 주로 유기산이 제거된다.The sludge blanket layer 10 is located at 0.25 to 0.35H toward the upper side of the sludge granular layer 9 and mainly organic acid is removed.
기체,액체,고체 분리 장치(5)는 경사판의 각도(θ)가 50 내지 65도 사이가 되도록 설치하는 것이 바람직하다. 상기와 같은 경사를 갖도록 함으로써 분리 장치를 통과한 슬러지가 상부의 접촉재층을 통과하지 못하도록 하고, 슬러지의 침강을 촉진시키는 동시에 침강 슬러지가 하부로 원활히 도달할 수 있도록 할 수 있다.The gas, liquid, and solid separator 5 is preferably installed so that the angle θ of the inclined plate is between 50 and 65 degrees. By having the inclination as described above, it is possible to prevent the sludge passing through the separation device from passing through the upper contact material layer, and to promote the settling of the sludge and to allow the settling sludge to reach the bottom smoothly.
접촉재층(6)은 슬러지층을 통과하면서 미처리된 유기물의 2차 처리가 일어나는 곳으로서, 기체,액체,고체 분리 장치(5)를 통과하는 슬러지의 유출을 방지하는 동시에, 독성 물질이 유입되어 치리조 내부의 슬러지에 충격을 주어 슬러지가 유출되는 현상이 일어나는 것을 방지한다. 접촉재층으로는 섬모상 또는 플레이트형을 사용할 수 있으며, 기체,액체,고체 분리 장치(5) 상부에 위치한다.The contact material layer 6 is a place where secondary treatment of untreated organic matter occurs while passing through the sludge layer, and prevents the outflow of sludge through the gas, liquid, and solid separation device 5, and at the same time, toxic substances flow into the surface. The sludge inside the tank is impacted to prevent the sludge from leaking out. The contact layer may be in the form of a ciliated or plate type, and is located above the gas, liquid, and solid separator 5.
종래의 폐수 처리 장치에 있어서는 유입수의 COD가 4000ppm 이상으로 되면, 유기산의 축적으로 인해 처리조의 pH가 하강하여 반응조 전체의 유기물 제거 능력이 급강하되기 때문에, pH 하강을 방지하기 위하여 pH 조절용 알칼리 시약을 다량 사용하여야만 하였다.In the conventional wastewater treatment apparatus, when the COD of the influent water becomes 4000 ppm or more, the pH of the treatment tank decreases due to the accumulation of organic acids, and the ability to remove organic matters of the entire reaction vessel drops sharply, so that a large amount of alkaline reagent for pH adjustment is prevented to prevent the pH drop. Had to be used.
본 발명에서는 이에 따른 제어의 어려움을 방지하기 위하며, 반응조 전체 높이(H)의 0.075 내지 0.15H 사이에 처리된 유출수의 일부를 반송하여 유입시키는 하향류형 유출수 유입관(2,4)을 설치함으로써 유입된 폐수가 유입 초기에 유기산으로 빠르게 전환되면서 처리조의 pH가 급격히 하강하는 것을 방지한다. 또한, 처리조의 pH를 메탄 형성균이 가장 활발하게 작용하는 pH 6.7 내지 7.3 범위로 안정화시키기 때문에, 유기물의 제거능을 향상시킴과 동시에 약품의 소비량을 감소시킨다. 이와 같이 처리된 유출수의 반송에 의해, 처리조내의 COD는 3500 내지 5000ppm을 초과하지 않도록 된다.In the present invention, in order to prevent the difficulty of the control according to this, by installing a downflow type effluent inflow pipe (2, 4) for conveying a part of the treated effluent between 0.075 to 0.15H of the total height (H) of the reaction tank The incoming wastewater is quickly converted to organic acid at the beginning of the inflow to prevent the pH of the treatment tank from dropping rapidly. In addition, since the pH of the treatment tank is stabilized in the range of pH 6.7 to 7.3 in which methane-forming bacteria are most active, the ability to remove organic matters is reduced and consumption of chemicals is reduced. By return of the outflow water processed in this way, COD in a processing tank does not exceed 3500-5000 ppm.
이하 본 발명을 하기 실시예 및 비교예를 통하여 좀 더 상세히 설명한다. 단, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples and comparative examples. However, this invention is not limited by the following Example and a comparative example.
[ 실시예 1]Example 1
0.025H 및 0.03H에 유입관이 위치하고, 0.08H 및 0.09H에 반송액 유입구가 위치하며, 0.68 내지 0.82H 사이에 설치된 기체,액체,고체 분리 장치의 상부에 섬모상 접촉재가 3단으로 설치된 폐수 처리 장치에, 글루코오즈와 초산을 1:1로 혼합하여 조제폐수를 만들어 유입하였다. 120일이 경과한 후 0.23H까지 슬러지 입자층이 형성되고, 0.52H까지 슬러지 블란켓층이 형성되었다. 유입수 및 각 지점에서의 COD를 측정한 결과는 하기 표1과 같다.Inlet pipe is located at 0.025H and 0.03H, return liquid inlet is located at 0.08H and 0.09H, and wastewater is provided with three stages of ciliated contact material on top of gas, liquid, and solid separator installed between 0.68 and 0.82H. Glucose and acetic acid were mixed at a treatment device in a 1: 1 ratio to form a prepared wastewater. After 120 days had elapsed, a sludge particle layer was formed up to 0.23H, and a sludge blanket layer was formed up to 0.52H. Influent and COD results at each point are shown in Table 1 below.
상기 표1에서 보듯이 폐수 중 유기물은 슬러지 입자 층에서 50.6%, 슬러지 블란켓 층에서 29.8% 및 접촉재 층에서 9.2%가 제거된 것을 알 수 있다.As shown in Table 1, it can be seen that organic matter in the wastewater is removed 50.6% in the sludge particle layer, 29.8% in the sludge blanket layer and 9.2% in the contact layer.
[실시예 2]Example 2
반송액 유입구가 0.08H 및 0.01H에 위치한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 처리 장치를 이용하여, 유입수의 COD가 8132ppm인 전분 공장의 폐수를 부하량 8㎏.COD/㎥.day로 처리하였으며 그 결과는 표 2와 같다.Wastewater from a starch plant with an influent COD of 8132 ppm was treated with a load of 8 kg. COD / m 3 .day using the same treatment equipment as in Example 1 except that the return inlet was located at 0.08H and 0.01H. The results are shown in Table 2.
[ 비교예 1]Comparative Example 1
유출수 유입구가 없는 처리 장치를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 처리하였으며 그 결과는 표2와 같다.The same process as in Example 2 was conducted except that a treatment apparatus without a effluent inlet was used, and the results are shown in Table 2.
[ 실시예 3]Example 3
0.85H 내지 0.90H 사이에 섬모상 접촉재가 위치한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 처리 장치를 이용하여, 유입수의 COD가 15250ppm인 석유 화학 폐수를 부하량 7㎏.COD/㎥.day, 반송비 3.5로 하여 처리하였으며 그 결과는 표3과 같다.Using the same treatment apparatus as in Example 1, except that the ciliary contact material was located between 0.85H and 0.90H, petrochemical wastewater with 15250 ppm COD of influent was loaded with a load of 7 kg. COD / m 3. The results are shown in Table 3.
[ 실시예 4]Example 4
0.85H 내지 0.90H 사이에 플레이트형 접촉재가 위치한 처리장치를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 처리하였으며 그 결과는 표 3과 같다.Except for using a treatment device in which the plate-shaped contact member is located between 0.85H to 0.90H and was treated in the same manner as in Example 3. The results are shown in Table 3.
[ 비교예 2]Comparative Example 2
접촉재가 없는 처리장치를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 처리하였으며 그 결과는 표 3과 같다.The same process as in Example 3 was conducted except that a treatment apparatus without contact material was used, and the results are shown in Table 3.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 처리 방법 및 장치를 이용하여 유기성 폐수를 처리할 경우 약 90% 이상의 높은 처리 효율을 나타내며, 폐수 처리조의 안정성을 도모할 수 있다.As described above, when the organic wastewater is treated using the treatment method and apparatus according to the present invention, it shows a high treatment efficiency of about 90% or more, and the stability of the wastewater treatment tank can be achieved.
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KR1019950007950A KR0165602B1 (en) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | Method and apparatus for treating waste water containing organic material |
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KR960037583A KR960037583A (en) | 1996-11-19 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100398928B1 (en) * | 2000-12-05 | 2003-09-19 | 정인 | Anaerobic Reactor for Wastewater Treatment |
KR100417488B1 (en) * | 2001-04-06 | 2004-02-05 | 정인 | Anaerobic Waste-water Treatment System |
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1995
- 1995-04-06 KR KR1019950007950A patent/KR0165602B1/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100398928B1 (en) * | 2000-12-05 | 2003-09-19 | 정인 | Anaerobic Reactor for Wastewater Treatment |
KR100417488B1 (en) * | 2001-04-06 | 2004-02-05 | 정인 | Anaerobic Waste-water Treatment System |
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KR960037583A (en) | 1996-11-19 |
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