KR100237581B1

KR100237581B1 - 유기배수 처리방법 및 장치

Info

Publication number: KR100237581B1
Application number: KR1019970019996A
Authority: KR
Inventors: 가주유키 야마사키; 아쯔시 요코타니; 카주유키 사카타
Original assignee: 마찌다 가쯔히꼬; 샤프 가부시키가이샤
Priority date: 1996-05-28
Filing date: 1997-05-19
Publication date: 2000-01-15
Also published as: TW380125B; US5868934A; JP3332722B2; KR970074694A; JPH09314177A

Abstract

운전 비용의 증가 및 오물 발생을 초래하지 않고 액중막의 투과효율의 감소를 방지할 수 있으며, 고농도 유기배수를 무희석으로 효율 양호하게 처리할 수 있는 배수 처리 방법 및 장치가 제공된다. 이 배수처리방법은, 농축 오물을 생성하도록 제1액중막에 의해 생활 오물을 농축하는 단계; 상기 농축 오물을 피처리수에 혼합하고, 상기 농축 오물과 혼합된 피처리수를 혐기처리하도록 혐기처리부로 도입하는 단계; 및 상기 혐기처리부로부터, 제2액중막이 내부에 배치되며 피처리수를 호기처리하는 호기처리부로 도입하는 단계로 구성된다. 피처리수는 상기 농축 오물에 의해 용존 산소가 영으로 처리되고 피처리수에 포함된 유기물들이 이어지는 혐의처리부에서의 처리를 위해 상기 농축오물에 흡착되도록 처리된다.

Description

유기배수 처리방법 및 장치

제1도는 본 발명의 유기배수 처리장치의 실시예 1을 개략적으로 나타낸 사시도.

제2도는 본 발명의 유기배수 처리장치의 실시예 2을 개략적으로 나타낸 사시도.

제3도는 본 발명의 유기배수 처리장치의 실시예 3을 개략적으로 나타낸 사시도.

제4도는 본 발명의 유기배수 처리장치의 실시예 4을 개략적으로 나타낸 사시도.

제5도는 종래의 유기배수 처리장치를 개략적으로 나타낸 사시도.

[발명의 목적]

본 발명은 유지분을 함유한 유기배수를 처리하는 배수처리방법 및 장치에 관한 것이다.

[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]

일반적으로, 고농도 유기배수는 각종의 산업시설 및 연구소 등에서 배출된다. 이 고농도 유기배수를 전형적인 표준활성오물 처리하는 경우에는, 유입되는 고농도 유기배수가 상기 활성오물로 처리하기에 너무 높은 농도를 갖는 경우, 그 농도도 유기배수를 용이하게 처리하도록 희석하여 처리하고 있다. 그러나, 이와같이 고농도 유기배수를 희석하여 처리하는 경우에는, 배수처리장치가 커지게 되어 초기비용이 상승되는 결점이 있다. 따라서, 희석하지 않고 고농도 유기배수를 처리할 수 있는 소형의 배수처리장치가 요구되고 있다.

이러한 배경에 따라, 최근 새로운 배수처리기술로서 액중막이 이용되고 있다. 이 “액중막”은 수소내에 설치되는 울트라여과막 또는 정밀여과막을 말하며, 이 액중막에서 배수를 처리하게 된다.

상기 액중막을 이용하게 되면, 폭기조내의 미생물농도를 표준활성오물법의 2배-6배정도까지 상승시켜 피처리수를 처리할 수 있음으로써 배수처리장치를 소형으로 할 수 있고, 또한 고농도 유기배수를 무희석으로 처리할 수 있는 장점이 있다.

일반적으로, 미생물을 이용한 활성오물법에서의 생물학적 배수처리에서는, 유입수를 전처리하여, PH, BOD[생물학적 산소 요구량], COD[화학적 산소 요구량]등의 유입수질을 조정하여, 미생물 처리를 용이하게 한다.

미생물 처리에 있어서는, 피처리수를 미생물에 의해 용이하게 처리하도록 전처리함이 중요하다. 전처리를 실행하지 않으면, 적절한 미생물 처리능력이 확보될 수 없고, 벌킹(활성오물에 실모양 미생물이 이상하게 증식하여 오물의 침강이 나쁘게 되는 현상) 등의 미생물 처리 특유의 이상현상이 발생된다.

상기한 바와같이, 종래방법에서의 전처리는, pH조정을 위한 화학적 중화, 및 BOD 및 COD 조정을 위한 희석을 포함한다.

일반적으로 부유물이 존재하지만 극히 소량인 고농도 유기배수를 미생물 처리하는 배수처리로는 제5도에 도시된 타입이 알려져 있다. 이 장치는 혐기조(101)와 호기조(102)를 포함한다. 피처리수는 먼저 혐기조(101)에서 혐기 처리된다. 참조부호(103)는 수중 각반기이다. 다음, 혐기조(101)에서 혐기 처리된 배수는 호기조(102)로 유입된다. 호기조(102)에서, 배수는 호기 처리되어 액중막(106)을 통해 액중막 흡인 펌프(108)에 도달된다. 다음, 상기 배수는 순서대로 2차 처리설비(110)와 3차 처리설비(111)를 경유하여 처리수로서 배출된다. 상기 호기조(102)에는 영양제 탱크(112)에서 펌프(113)를 경유하여 영양제가 첨가된다. 그 영양제는 호기성 미생물을 위한 것이다. 또한, 상기 호기조(102)에는 부유물 탱크(115)에서 펌프(116)를 통해 SS(부유물)를 발생시키는 액체가 첨가된다. 또한, 상기 호기조(102)에는 수중 펌프(117)가 배치되고, 그 수중 펌프(117)는 호기조(102)의 바닥에 침점된 오물을 상기 혐기조(101) 및 오물처리설비(118)로 반송하는 작용을 한다.

제5도의 배수처리장치와 같이, 호기조와 혐기조의 조합에 의해 피처리수를 처리하는 장치에서, 혐기조는 중요한 위치를 갖는다. 특히, 제5도에 도시한 바와같이, 호기조(102)에 액중막(106)을 배치한 배수처리장치에서는 혐기조(101)에서의 처리 조건이 액중막(106)의 투과효율을 크게 좌우하는 하나의 인자임이 판명되었다. 즉, 혐기조(101)에서, 피처리수에 함유된 유기물이 충분히 혐기처리되지 않으면, 다음의 호기조(102)에 설치된 액중막(106)의 투과효율이 심각하게 낮아지게 된다. 이 액중막(106)의 투과효율의 저하 가능성은 해결되어야 할 과제로 남아있다.

최근에는, 여러 종류의 배수처리장치 및 오물처리장치가 일본국 특허출원 공개 공보 91-232597호 및 92-313400호에 개시되어 있다.

상기 일본국 특허 공개 공보 91-232597호에 개시된 오물처리장치는 정화조오물에 혼입된 유지분이 울트라 여과막에 부착되어 투과효율이 저하하는 문제에 대해, 정화조에 응집제를 첨가하여 유지분을 제거하는 대책을 개시하고 있다. 그러나, 응집제를 사용하면, 운전비용이 상당히 상승되며, 오물이 발생되는 문제가 있다.

또한, 제5도의 장치 및 일본국 특허 공개 공보 제91-232597호의 장치에서는, 피처리수중의 용존산소가 처리되지 않고 피처리수가 혐기조로 도입됨으로써, 혐기조가 혐기성 미생물에 대해 친화적인 상태로 되지 않는 결과를 초래한다. 즉, 혐기조(101)에 용존산소가 함유된 피처리수가 도입되면, 혐기조(101)의 일부에서 혐기성이 불완전하게 되어, 혐기성 미생물의 활동이 활발하게 행해질 수 없게된다.

더 구체적으로, 일예에 의해, 반도체공장 또는 액정공장에서 배출되는 고밀도 유기배수로서의 현상액 함유 배수의 미생물 처리에 대해 상세하게 설명한다. 상기 현상액 함유 배수는 생물독성을 나타내는 테트라메틸 암모니움 하이드록사이드(이하, TMAH라 함)를 2000-10000ppm 함유하고 있다. 상기 현상액 함유 배수는 TMAH외에 각종의 미생물에 의해 난분해성의 계면활성제 및 착색된 유지분으로서의 레지스트(포토레지스트)를 함유하고 있다. 그러나, 이 현상액 함유 배수는 미생물의 번식에 필요한 미량의 인 또는 미생물이 부착되는 SS(부유물)를 전혀 갖고 있지 않다. 일반적으로, 미생물처리의 경우, 유입수(피처리수)의 수질은 유입 BOD(생물학적 산소 요구량) 대 N(질소) 대 P(인)의 비율이 100 대 5 대 1이고, 적절한 SS를 함유하는 것이 이상적이다. 따라서, 인 또는 SS가 피처리수중에 전혀 함유되어 있지 않으면, 미량요소로서의 인, 및 적절한 SS를 상기 피처리수에 첨가할 필요가 있다.

특히, 반도체공장에서 배출되는 현상액 함유 배수는 BOD 및 질소는 함유하지만, 인 또는 적절한 SS는 전혀 함유하지 않는다. 또한, 이 현상액 함유 배수는 미생물에 의해 난분해성으로서 발포성이 있는 계면활성제를 함유하고 있다. 이 난분해성의 게면활성제로는 알킬 암모늄계 및 폴리옥시에틸렌계의 계면활성제가 있다. 이러한 난분해성 및 발포성의 계면활성제는 상기한 액중막을 이용하여 미생물농도를 매우 높게하면 처리될 수 있음이 실험에 의해 판명되었다.

따라서, 반도체공장의 현상액 함유 배수를 제5도에 도시한 혐기조(101)와, 액중막(106)을 갖는 호기조(102)에서 처리하는 경우, 미생물 번식에 필요한 영양제로서 인을 영양제 탱크(112)에서 호기조(102)로 인산의 형태로 첨가할 필요가 있다. 또한, SS, 즉 부유물(구체적인 일예로는 폐분 밀크액등)을 발생시키는 액체를 부유물 탱크(115)에서 호기조(102)로 다량 첨가할 필요가 있다. 상기 인산의 첨가 및 SS를 발생시키는 액체의 첨가는 운전 비용의 상승을 초래하는 문제로 된다.

그러나, 상기 인산 및 SS발생 액체의 첨가를 행하지 않으면, 미생물농도가 불충분하게 되어, 현상액함유 배수에 포함된 계면활성제에 기인하는 발포가 발생된다. 또한, 그 기포에 활성오물이 부착되어 호기조 외부로 유출됨으로써, 호기처리가 불가능하게 된다.

[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]

따라서, 본 발명의 목적은 운전 비용의 상승 및 오물의 발생을 초래하지 않고 액중막의 투과효율 저하를 방지할 수 있으며, 고농도 유기배수를 무희석으로 효율양호하게 처리할 수 있는 배수처리장치 및 방법을 제공하는 것이다.

액중막을 사용하여 배수중의 미생물 농도를 높이고, 고농도 유기배수로서의 현상액 함유 배수중의 계면활성제를 처리하기 위해서는, 배수처리능력과 배수처리 시스템의 신뢰성을 결정하는 액중막의 투과효율을 장기간에 걸쳐 유지시킬 필요가 있다. 따라서, 처리수를 안정적으로 확보하기 위해서는, 액중막의 양호한 투과효율을 유지하는 것이 매우 중요하다.

액중막의 투과효율의 문제에 대한 본 발명자의 광범위한 연구 결과, 유지분으로서 레지스트를 함유하며, 인 또는 SS를 발생시키는 액체를 함유하지 않는 타입의 배수의 액중막처리의 경우에, 유지분으로서의 레지스트를 전단의 혐기처리부에서 확실하게 처리함으로써 후단의 호기처리부에서 액중막의 투과효율을 양호하게 유지하는 것이 중요한 요소임이 판명되었다.

또한, 다음 3가지 조건들이 후단의 호기처리부에서 액중막의 투과효율을 장기간에 걸쳐 높게 유지하는데 중요함도 발견하였다: (1) 전단의 혐기처리부에서의 혐기성의 미생물농도를 높게 유지한다: (2) 혐기처리부에서의 피처리수의 용존산소 농도가 실질적으로 영으로 되도록 전처리한다: (3) 피처리수중의 유기물로서 레지스트 등의 유지분을 농축오물에 흡착시켜 혐기부로 도입한다.

상기 목적을 달성하도록, 본 발명에 따른 배수처리방법은; 농축 오물을 생성하도록 제1액중막에 의해 오물을 농축하는 단계,

상기 농축 오물을 피처리수와 혼합하고, 상기 농축 오물과 혼합된 피처리수를 혐기처리하도록 혐기처리부로 도입하는 단계, 및

상기 혐기처리부로부터, 제2액중막이 내부에 배치되며 상기 피처리수를 호기처리하는 호기처리부로 상기 혐기처리된 피처리수를 도입하는 단계로 구성된다.

본 발명의 배수처리방법에 따르면, 피처리수 및 액중막에 의해 농축된 농축오물을 예혼합한다. 따라서, 상기 농축오물에 의해 피처리수증의 유지분등의 유기물을 흡착할 수 있다.

한편, 용존 산소 처리의 관점에서, 상기 농축오물의 혐기성미생물에 의해 피처리수의 용존산소가 소비되어 영으로 된다. 따라서, 상기 농축오물과 피처리수가 충분히 혼합되고, 용존산소가 영으로 된 상태에서 농축오물함유 피처리수가 혐기처리부로 도입된다.

농축오물에 의한 유기물 흡착능력에 대해 설명한다. 유기물의 구체적 일예로는 유지분이 있다. 액중막에서 농축된 타르상의 농축오물이 상기 유기물(유지분)을 흡착한다. 활성오물은 약하지만 흡착력이 있는 것으로 알려져 있다. 본 발명에서는, 이러한 약한 오물흡착능력이 오물의 농축을 통해 높아지게 되어 그 결과 농축오물이 흡착기능까지 보유하게 된다. 이는 본 발명의 하나의 중요한 특징이다. 상기 농축오물에 의한 흡착된 유지분을 미생물의 덩어리(mass)로 된 타르상의 농축오물의 미생물에 의해 분해한다. 또한, 유지분해에 있어서, 상기 타르상의 농축오물에 의해 흡착처리된 경우와 처리되지 않은 경우의 비교실험을 행하였다. 그 실험결과는 하기와 같다.

[실험결과]

농축오물에 의한 흡착처리없이 액중막을 사용하여 유기배수(유지분 100ppm함유)를 처리하는 경우에는, 상기 액중막의 투과효율이 1개월에 30% 감소된다. 이에대해, 농축오물에 의한 흡착처리를 하고 액중막을 사용하여 유기배수(유지분 100pm 함유)를 처리한 경우에는, 3개월 경과하여도 액중막의 투과효율은 변화하지 않는다. “유지분 100ppm”은 노멀 헥산 압출물질(JIS의 K102측정법 사용)이 100ppm이라는 의미이다.

상기 실험결과에 따르면, 노멀 헥산 압출 물질 100ppm에 타르상의 농축오물(MLSS 20000ppm)을 20% 첨가하면, 그 농축오물에 의해 상기 압출물질이 제거되어 농도가 26ppm까지 저하한다. 이 타르상의 농축오물에 의한 흡착의 효과는 처리수질자체를 양호하게 하는 효과는 없지만, 상기 액중막의 투과효율을 장기간 양호하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

한편, 농축오물에 의한 흡착처리되지 않은 경우에는, 노멀 헥산 압출물질을 100ppm 함유한 배수를 액중막에 의해 처리하면, 투과수량(투과효율)이 30% 저하한다. 이 원인은 유지분이 액중막의 표면의 미세공에 부착되어, 물분자가 통과하기 어렵게 되기 때문이다. 그 결과, 투과수량이 확보될 수 없게 된다.

또한, 본 발명에 따르면, 혐기처리부에는 용존산소가 영으로 전처리되며, 피처리수의 유지분 등의 유기물이 농축오물에 흡착된 피처리수가 도입된다. 따라서, 피처리수를 보다 효율적으로 혐기처리할 수 있다.

또한, 일실시예에서, 상기 농축오물은 제1액중막에 의해 생활오물을 농축하여 생성한다.

액중막에 의해 농축된 생활오물은 MLSS를 20000-30000ppm까지 농축할 수 있다. 그 고농도농축오물은, (1) 인을 함유하고; (2) 유기물흡착능력이 있고; (3) 본래의 SS(부유물)를 함유하며; (4) 용존산소를 용이하게 소비할 수 있는 능력이 있다.

따라서, 상기 농축오물은 MLSS 20000-30000ppm의 미생물농도를 갖는 타르상의 농축오물로 되고, 유기물 흡착능력이 우수하게 된다. 따라서, 상기 농축오물은 피처리수중의 유지분등의 유기물을 보다 효율적으로 흡착할 수 있으며, 단기간에 피처리수중의 용존산소를 영으로 할 수 있다.

또한, 상기 농축오물이 생활오물이므로, 농축오물중에 인 또는 적절한 량의 SS를 함유하게 되어, 피처리수가 인 또는 SS를 전혀 함유하지 않는 현상액 함유 배수이더라도, 혐기처리부에서의 미생물의 번식을 활발하게 할 수 있다. 이로써, 인 또는 SS를 발생시키는 액체를 첨가하는 설비가 불필요하게 된다. 또한, 혐기처리부에서 오물의 소화가 촉진되어, 혐기부에서 오물량이 감소되지만, 생활오물은, 에컨대 각종 사업소에서 종업원이 있는한 일정하게 발생되게 되므로, 혐기처리부에서 오물 소화로 인해 필요한 오물을 상기 오물 공급원에서 용이하게 보급할 수 있다.

또한, 일실시예에서, 제1액중막에 의해 농축된 농축오물과, 제2액중막에 의해 농축된 농축오물을 피처리수에 혼합하여, 상기 농축오물과 혼합된 피처리수를 혐기처리부로 도입하여 혐기처리한다.

이 실시예에 의하면, 상기 농축오물이 피처리수에서 발생된 오물을 함유하므로, 혐기처리부로 도입되는 농축오물이 피처리수의 성상에 유용된다. 따라서, 혐기처리효율이 향상될 수 있다. 동시에, 어떠한 잉여 생활 오물도 유기 배수 처리에 활용될 수 있어서, 자원의 효율적 이용에 효과적이다.

본 발명의 유기배수 처리장치는 제1액중막에서 오물을 농축하여 농축오물을 생성하는 농축조; 상기 농축조에서의 농축 오물과 피처리수로서의 유기배수를 수용하여, 상기 농축 오물과 유기배수를 함께 혼합함으로써, 상기 유기배수내에 함유된 유기물을 상기 농축 오물에 흡착시키는 유기물 흡착조; 및 상기 농축 오물과 혼합된 유기 배수가 상기 유기물 흡착조로부터 도입되는 혐기처리부, 및 상기 혐기처리부로부터 혐기처리된 배수가 도입되며, 제2액중막을 구비한 호기처리부로 구성된 혐기호기 처리조를 포함한다.

본 발명에 의하면, 피처리수는 농축오물에 의해 유지분 등의 유기물이 흡착되며, 용존산소가 영으로 된다. 유기배수는 이러한 전처리가 실시되어, 혐기처리부로 도입된다. 따라서, 유기배수로 인해 제2액중막의 투과효율을 저하시키지 않고 유기배수를 효율적으로 처리할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 제1액중막을 활용하여 미생물농도가 매우 높게 되도록 유기배수가 농축오물로써 처리됨으로써, 고농도 현상액 함유 배수중의 TMAH 및 그에 함유된 계면활성제까지도 확실하게 처리할 수 있다.

제1액중막에 의해 고농도로 농축된 농축오물에 유기배수의 유기물(유지분 등)을 흡착하고, 유기배수의 용존산소를 상기 농축오물에 의해 영으로 되게하며, 다음에 혐기처리부에 상기 유기물을 혐기처리하는 것을 본 발명의 배수처리장치의 근본원리로 한다.

일실시예에서, 상기 농축조는 생활 오물을 수용하여 그 생활 오물을 제1액중막에 의해 농축하도록 되어있다.

이 실시예에 의하면, 상기 농축조에서 용존산소 소비능력이 매우 높은 타르상태의 혐기성 생활오물을 얻을 수 있다. 이 고농도 생활오물은 유기물 흡착조의 피처리수와 혼합되다. 상기 고농도 생활오물은: (1) 인을 함유하고; (2) 유기물흡착능력이 있고; (3) 본래의 SS를 함유하고 있으며; 또한 (4) 용존산소를 용이하게 소비하는 능력을 갖는다. 고농도 생활오물과 피처리수가 혼합되는 유기물 흡착조에서의 배수-오물 혼합물은 혐기처리부로 도입되어 혐기처리된다. 따라서, 이 실시예에 의하면, 혐기처리부에서의 혐기처리능력을 향상시킬 수 있고 호기처리부에서의 제2액중막의 투과효율을 더욱 높게 유지할 수 있다.

또한, 일실시예에서, 상기 혐기호기 처리조의 제2액중막에 의해 생성된 농축 오물을 상기 농축조로 도입하는 오물반송장치를 구비한다.

이 실시예에 의하면, 제2액중막에 의해 농축되어, 피처리수의 성상에 유용되는 농축오물을 오물반송장치에 의해 농축조로 반송한다. 이 반송된 농축오물은 농축조와 유기물 흡착조를 거쳐 혐기처리부로 도입된다. 이로써 혐기처리부에서의 혐기처리효율을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

[발명의 구성 및 작용]

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 나타내는 첨부도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

[실시예 1]

제1도는 본 발명에 따른 유기배수처리장치의 실시예 1를 나타낸다. 이 실시예의 장치는 유기물흡착조(1), 혐기-호기 처리조(2), 생활오물 혐기-호기 농축조(3), 2차 처리설비(4), 및 3차 처리설비(5)를 포함한다.

상기 유기물흡착조(1)는 수중 각반기(6)를 포함한다. 유기물 흡착조(1)의 하부는 도입관(7)을 통해 상기 혐기-호기 처리조(2)의 하부에 배치된 유입관(8)에 접속된다.

상기 혐기-호기 처리조(2)는 상기의 호기부(10), 및 하부의 혐기부(11)를 포함한다. 호기부(10)와 혐기부(11)는 분리벽(12)에 의해 부분적으로 서로 분리된다 그 분리벽(12)은 처리조(2)의 측벽 높이의 중간에 대응하는 레벨보다 약간 낮은 위치에서 상기 측벽에 고정된다. 분리벽(12)은 측벽의 안쪽으로 테이퍼되어 제1도에 도시된 바와같이 단면삼각형으로 된다.

상기 호기부(10)는 측벽에 어느 정도 밀접하게 배치된 제2액중막(13)을 포함한다. 제2액중막(13)의 아래에 산기관(15)이 배치된다. 산기관(15)은 블로워(16)에 접속된다. 또한, 제2액중막(13)의 상부는 조 외측에 배치된 액중막 흡인펌프(17)에 도입관을 통해 접속되고 그 펌프(17)는 도입관을 통해 2차 처리 설비(4)에 접속된다. 2차 처리 설비(4)는 3차 처리 설비(5)에 접속된다.

상기 생활 오물 혐기호기 농축조(3)는 생활 장소에서 발생되는 생활 오물이 도입되도록 되어 있고, 하부의 혐기부(21)와 상부의 호기부(22)를 가진다. 이 혐기부(21)와 호기부(23)는 분리벽(23)에 의해 서로 부분적으로 격리된다. 상기 분리벽(23)은 농축조(3)의 측벽 높이의 중간에 대응하는 레벨보다 약간 낮은 레벨에서 농축조(3)의 측벽에 고정된다. 분리벽(12)은 측벽의 안쪽으로 테이퍼되어 제1도에 도시된 바와같이 단면삼각형으로 된다.

상기 혐기부(21)의 바닥에는 수중 펌프(25)가 배치되고, 그 수중 펌프(25)는 도입관(26)을 통해 유기물흡착조(1)에 접속된다. 또한, 상기 호기부(22)는 제1액중막(28)을 갖는다. 제1액중막(28)은 측벽 근처에 배치되고, 그의 하방에 산기관(30)이 배치되며 그 산기관(30)은 블로워(16)에 접속된다. 또한, 제1액중막(28)의 상부는 조 외측에 배치된 액중막 흡인 펌프(31)에 접속된다. 상기 액중막 흡인 펌프(31)에서 처리수가 흡인된다.

각 수중 위치에 배치될 액중막(13,28)으로는, 예컨대 울트라 여과막(구보다 주식회사 제조) 또는 정밀 여과막(미쓰비시 레이온 주식회사 제조)이 적절하게 선태될 수 있다. 본 실시예에서는, 상기한 울트라 여과막이 사용된다. 울트라 여과막은 폴리에틸렌의 평막으로 구성된다.

상기한 구성의 배수 처리 장치에 있어서, 피처리수, 즉 공정에서의 유기 배수, 더 구체적으로 현상액 함유 배수는 유기물 흡착조(1)로 도입된다. 또한, 유기물 흡착조(1)에는 생활 오물 혐기호기 농축조(3)의 혐기부(21)에서 인과 SS를 포함하는 혐기성의 고농도농축오물이 도입된다.

유기물 흡착조(1)에 설치된 수중 각반기(6)는 상기 유기 배수와 고농도농축오물을 혐기상태로 각반하여 혼합한다. 또한, 수중 각반기(6)가 아니라, 일반적인 육상 타입의 각반기를 사용하여도 아무런 문제가 없다. 또한,각반을 목적으로 한, 공기 각반의 방법이 있지만, 용존 산소 농도를 증가시키게 될 것이므로, 본 발명의 목적을 위해 상기한 공기 각반 방법은 채용되지 않는다.

유기물 흡착조(1)에서의 피처리수의 체류 시간은 유기 배수의 수질에 의해서 다르게 되지만, 이 경우에는 1시간 이상으로 한다. 흡착조(1)내에서의 미생물 농도가 15000ppm일 때, 5ppm의 용존 산소 농도를 갖는 피처리수가 첨가되어 10분간 혼합되면, 용존 산소 농도는 0ppm으로 감소된다.

산기관(15,30)에서 토출되는 공기는 블로워(16)에서 공급된다. 산기관(15,30)에서 토출되는 공기량은 액중막(13,28)(구보다 주식회사에서 제조)을 구성하고 있는 각 필름 시트에 대해 분당 10리터로 조절된다.

상기 액중막(13,28)에 의해 여과된 피처리수는 액중막 흡인 펌프(17,31)에 의해 혐기호기 처리조(2) 및 농축조(3)에서 배출된다.

한편, 생활 오물 혐기호기 농축조(3)의 혐기부(21)에 설치되어 있는 수중펌프(25)는 도입관(26)을 통해 혐기성의 농축오물을 유기물 흡착조(1)로 이송한다. 이송된 농축오물량의 피처리수량에 대한 비율은, 피처리수의 BOD가 3000-10000ppm, 즉 고농도 유기배수인 경우에, 1:5로 된다. 그러나, 상기 1:5의 비율이 절대적인 값은 아니고, 상기 고농도 유기 배수의 수질 및 다른 관련 팩터에 따라 적절한 비율이 결정될 수 있다.

유기물 흡착조(1)에서, 피처리수는 농축오물과 각반 혼합되어 용존산소가 영으로 될 때까지 유지분을 포함한 유기물이 농축오물에 흡착된다. 이렇게 처리된 배수는 혐기호기 처리조(2)의 혐기부(11)로 느리게 도입된다. 상기 혐기호기 처리조(2)는 분리벽에 의해 형성된 2개의 부분들, 즉 상부의 호기부(10)와 하부의 혐기부(11)를 가진다. 따라서, 상부의 호기부(10)의 미생물농도보다도 하부의 혐기부(11)의 미생물 농도가 더 높게되어 피처리수는 먼저 상기 혐기부(11)의 높은 미생물 농도 조건하에서 처리된다.

다음, 상부의 호기부(10)에서는, 생활오물 혐기호기 농축조(3)에서와 같은 방식으로 설치된 제2액중막(13)이 혐기호기처리조(2)내에서 미생물 농도를 높이는 작용을 행한다. 또한, 액중막 흡인 펌프(17)는 제2액중막(13)과 조합되어 작용하여 피처리수를 호기부(10)에서 2차 처리설비(4)를 향해 흡인한다.

하부 혐기부(11)에서 혐기처리된 피처리수는 상부의 호기부(10)로 진입하도록 상방으로 유동되며 그 호기부(10)에서 호기처리된다. 제2액중막(13) 하부에 배치된 산기관(15)에서 토출된 공기량은 상기 농축조(3)의 산기관(30)에서와 동일하게 된다. 상기 혐기호기처리조(2)에서의 피처리수의 체류시간은, 이 경우에서와 같이, 유기배수가 현상액 함유 배수인 경우에는, 10일 이상으로 된다. 그러나, 이 체류 시간은 절대적인 조건은 아니고, 유기배수의 유입수질과 처리목적수질에 의해 결정된다.

유기 배수는, 호기부(10)의 제2액중막(13)에 도달하기 전에, 유지분을 포함한 유기물이 농축오물에 흡착되며, 용존산소가 영으로 감소되고, 또한 상기 배수가 혐기부(11)의 높은 미생물농도 조건하에서 처리된다. 따라서, 제2액중막(13)의 투과효율을 장기간 높게 유지할 수 있다.

혐기호기 처리조(2)에서의 피처리수의 10일 이상의 체류시간 동안에, 혐기부(11)의 미생물에 의해 오물이 소화됨으로써, 잉여의 오물 발생 가능성을 제거할 수 있다. 즉, 생활오물 농축조(3)에서 유기물 흡착조(1)를 통해 농축된 생활오물이 도입되어도 잉여오물이 발생되지 않는다. 그러나, 피처리수의 수질에 따라 잉여오물이 발생할 수 있다. 이 경우에, 잉여오물 처리설비(도시안됨)가 제공될 수 있다.

다음, 제2액중막(13)에서 여과된 피처리수는 액중막 흡인 펌프(17)에 의해 배수되어 2차 처리설비(4)로 송출되어 2차 처리된다. 이어서, 피처리수는 3차 처리설비(5)로 도입되어 3차 처리된 후, 최종 처리수로 된다.

2차 처리설비(4) 및 3차 처리설비(5)의 사양은 소망하는 처리수의 수질에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 피처리수가 현상액 함유 배수인 경우, 액중막 흡인 펌프(17)에서의 피처리수는, BOD가 100ppm정도, 및 COD가 200ppm정도로 되며, 이 레벨 이하의 BOD 및 COD 농도치가 요구되면, 2차 처리설비(4)로서의 생물처리설비를 설치하고, 3차 처리설비(5)로서 활성탄 흡착설비를 설치할 필요가 있다.

혐기호기 처리조(2)의 혐기부(11)에서는, 오물의 소화가 진행된다. 따라서, 상기 혐기호기 처리조(2)에 생활오물 혐기호기 농축조(3)에서의 농축오물을 계속 도입하여도, 오물 농도가 계속 증가하지 않는다. 혐기호기 처리조(2)에서의 오염농도가 과도하게 상승하는 경우에, 농축조(3)에서 흡착조(1)로 도입될 농축오물의 양을 단순하게 감소시키면 된다.

따라서, 본 실시예의 장치에 의하면, 인 및/또는 SS를 별도로 첨가할 필요가 없고, 종래 종종 발생되는 바와같은 운전비용의 증가 및 오물의 발생을 초래하지 않고 액중막의 투과효율의 저하를 방지할 수 있으며, 고농도 유기배수를 무희석으로 효율 양호하게 처리할 수 있다.

[실시예 2]

제2도는 본 발명에 따른 배수처리장치의 실시예 2를 나타낸다. 실시예 2에서는, 오물의 리사이클링이 행해지도록 배열되며, 혐기호기 처리조(2)의 호기부(10)에 농축조(3)의 호기부(22)로 인도하는 도입관(51)에 접속된 수중 펌프(52)가 호기부(10)의 높이 또는 깊이의 중간에 대응하는 레벨 약간 윗쪽의 위치에 배치되는 점만이 제1도의 실시예 1과 다르다. 실시예 1과 동일한 실시예 2의 부품들은 동일 참조부호로 나타낸다.

수중 펌프(52)는 상기 도입관(51)을 통해 호기부(10)에 존재하는 농축오물을 농축조(3)로 이송한다. 따라서, 호기부(10)에 존재하는 피처리수에 적용된 농축 오물이 농축조(3)의 생활오물과 혼합될 수 있다. 상기 호기부(10)에서 농축조(3)로의 반송 오물은 피처리수를 기질로서 이용하여 발생하는 오물이고 따라서 피처리수에 존재하는 유기물을 처리하기 쉽게하는 오물이다. 상기 오물 반송은 다음의 장점들을 이끌어낼 수 있다: (1) 피처리수를 처리하여 피처리수에 적합한 미생물을 농축조(3)에 보급할 수 있다; (2) 혐기호기 처리조(2)에서 유지분등의 유기물이 분해되어 형성된 폐기물로서의 농축 오물이 생활오물 혐기호기 농축조(3)로 반송되어, 농축조(3)로의 인과 SS의 보급 및 피처리수로의 오물의 적용에 이용된다; (3) 혐기호기 처리조(2)의 오물량을 감소시켜서 오물농도를 적정으로 유지할 수 있다.

[실시예 3]

제3도는 본 발명에 따른 배수 처리 장치의 실시예 3를 나타낸다. 이 실시예는 제1도에 도시된 실시예 1의 장치에서 2차 처리설비(4)와 3차 처리설비(5)를 제거한 것으로, 액중막 흡인 펌프(17)를 통해 흡인된 물이 처리수로서 이용된다.

실시예 1의 경우의 고농도 유기배수처리에 비해, 저농도의 유기 배수를 처리하는 경우에는, 이 실시예 3에서와 같이 2차, 3차의 처리설비가 필요없게 될 수 있다. 상기 저농도 유기 배수로는, BOD가 300ppm이하인 것이 하나의 기준으로 된다.

[실시예 4]

제4도는 본 발명의 배수처리장치의 실시예 4를 나타낸다. 이 실시예에서는 제2도에 도시된 실시예 2의 액중막 흡인 펌프(17)를 통해 흡인된 물이 처리수로서 이용되어진다. 실시예 4에서도 실시예 3와 같이 피처리수가 저농도의 유기 배수인 경우에 적용된다. 이러한 저농도 유기배수를 처리하는 경우에는, 2차 처리설비 또는 3차 처리설비를 제거할 수 있어서 비용 지출 및 운전 비용을 줄일 수 있다.

[실험예]

다음, 제1도에 도시된 실시예 1에 대한, 실험예를 설명한다. 이 실험예에서, 유기배수 흡착조(1)은 1.5m×1.5m×2.0m(세로×가로×높이)의 치수를 가진다. 생활오물 혐기호기 농축조(3)는 3m×4m×4m(세로×가로×높이)의 치수를 가진다. 혐기호기 처리조(2)는 7m×15m×9m(세로×가로×높이)의 치수를 가진다. 상기 유기물 흡착조(1)에 현상액 함유 배수가 도입된다. 한편, 생활 오물 혐기호기 농축조(3)에는 생활오물이 도입된다. 약 3개월간 시험 운전을 실시하였다.

시운전 초기에, 혐기호기 처리조(2)의 미생물 농도는 MLSS(믹스드 리쿼 서스펜디드 솔리드)에서 6000ppm이었지만, 2개월후 MLSS농도는 20000ppm으로 증가되었다. 또한, 생활 오물이 생활오물 혐기호기 농축조(3)에서 MLSS농도 20000ppm까지 미리 농축되어 타르상태로 된 농축 오물이 유기물 흡착조(1)로 도입되었다.

시운전 종료후, 피처리수로서의 현상액 함유 배수의 수질과, 혐기호기 처리조(2)에 설치된 액중막(13)에서 액중막 흡인 펌프(17)에 의해 흡인된 처리수의 수질을 3일간에 걸쳐 측정하였다. 수집된 측정 데이터를 다음과 같이 요약하였다.

[제1도의 피처리수의 수질]

pH 11이상

BOD 2500ppm이하

COD 2600ppm이하

TOC 4000ppm이하

TMAH 7800ppm이하

SS 35ppm이하

전질소 800ppm이하

양이온 계면활성제 33ppm이하

음이온 계면활성제 6ppm이하

색도 4500도이하

[제1도의 액중막 흡인 펌프(17) 출구의 수질]

pH 6.1-7.4

BOD 100ppm이하

COD 200ppm이하

TOC 200ppm이하

TMAH 1ppm이하

SS 1ppm이하

전질소 200ppm이하

양이온 계면활성제 1ppm이하

음이온 계면활성제 1ppm이하

색도 100도이하

상기 측정결과로부터 명백해지는 바와같이, 혐기호기 처리조(2)에서 처리된 피처리수는, pH가 6.1-7.4, BOD가 100ppm이하, TMAH가 1ppm이하, 및 SS가 1ppm이하로 되어, 수질개선되었음을 나타낸다.

제1 내지 실시예 3에서, 생활 오물을 농축시켜 농축 오물을 제조하지만, 농축오물의 원료는 생활 오물로 제한되지 않고 공장에서 발생된 오물이라도 된다. 그러나, 농축 오물의 원료를 생활 오물로 한 경우, 원료확보가 용이한 점과, 인 및 적절한 정도의 SS를 함유한 생활 오물이 미생물의 성장과 번식을 활발하게 한다는 점에서 유리하다.

상기한 설명으로부터 명백해지는 바와같이, 본 발명의 배수처리방법은 제1액중막에 의해 오물을 농축하여 농축 오물을 생성하고, 그 농축 오물을 피처리수와 혼합하여 상기 농축 오물이 혼합된 피처리수를 혐기처리부로 도입하여 혐기처리하며, 그 혐기처리부에서 제2액중막이 배치된 호기처리부로 피처리수를 도입하여 호기처리하는 단계를 구비한다.

본 발명의 배수처리방법에 의하면, 피처리수 및 액중막에 의해 농축된 농축 오물을 예비혼합한다. 따라서, 피처리수에 함유된 유지분등의 유기물이 농축 오물상에 흡착될 수 있다. 한편, 상기 농축 오물의 혐기성 미생물에 의해 상기 피처리수의 용존 산소가 소비되어, 용존 산소량이 영으로 된다. 따라서, 농축 오물과 피처리수가 충분하게 혼합되어, 용존 산소량이 영으로 된 상태에서의 농축 오물 함유 피처리수가 혐기처리부로 도입된다.

따라서, 본 발명에 따르면, 용존 산소가 영으로 사전처리되어 피처리수의 유지분등의 유기물이 농축 오물상에 흡착된 피처리수가 혐기처리부로 도입된다. 따라서, 본 발명에 의하면, 운전 비용의 상승 및 오물 발생을 초래하지 않고 제2액중막의 투과효율의 저하를 방지할 수 있고, 고농도 유기배수를 희석하지 않고 효율적으로 처리할 수 있다.

일 실시예에서, 유기 배수 처리 방법은 상기 농축 오물을 제1액중막에 의해 생활 오물을 농축하여 생성한다.

상기 액중막에 의해 농축된 생활 오물은 MLSS를 20000ppm-30000ppm의 레벨까지 농축시킬 수 있다. 이 고농도 농축 오물은: (1) 인을 함유하고; (2) 유기물 흡착 능력을 가지며; (3) 본래의 SS(부유물, suspended solid)를 함유하며; (4) 용존 산소를 용이하게 소비할 수 있는 능력이 있다.

따라서, 상기 농축 오물은 MLSS가 20000-30000ppm의 미생물 농도를 갖는 타르상의 농축 오물로 되고, 유기물 흡착 능력이 향상된다. 따라서, 농축 오물은 피처리수의 유지분등의 유기물을 보다 효율적인 방식으로 흡착할 수 있고, 또한 단시간에 피처리수중의 용존 산소를 영으로 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 농축 오물이 생활 오물로 됨으로써, 농축 오물중에 인 및 적절한 량의 SS를 함유하여 피처리수가 인 또는 SS를 함유하지 않은 현상액 함유 배수일때도 혐기처리부내에서 미생물의 성장 및 번식을 활발하게 할 수 있다.

또한, 일실시예에 따르면, 제1액중막에 의한 농축을 통해 형성된 농축 오물과 제2액중막에 의한 농축을 통해 형성된 농축 오물이 피처리수에 혼합되며, 상기 농축 오물이 혼합된 피처리수가 혐기처리부로 도입되어 혐기처리된다.

이 실시예에 따르면, 상기 농축 오물이 피처리수에서 발생된 오물을 포함함으로써, 농축 오물이 피처리수의 성상에 유용된다. 이로써 혐기 처리 효율이 향상될 수 있다. 동시에, 어떠한 잉여의 생활 오물이라도 유기 배수 처리의 목적으로 사용될 수 있어서, 자원을 효율적으로 이용할 수 있다.

또한, 본 발명의 유기배수처리는 제1액중막에 의해 오물을 농축하여 농축 오물을 생성하는 농축조, 상기 농축조에서의 농축 오물과 피처리수로서의 유기배수가 도입되어, 상기 농축 오물과 유기배수를 혼합함으로써, 유기배수에 함유된 유기물을 상기 농축 오물에 흡착시키는 유기물 흡착조, 및 상기 농축 오물과 혼합된 유기배수가 상기 유기물 흡착조로부터 도입되는 혐기 처리부와, 혐기처리된 배수가 혐기 처리부로부터 도입되며 제2액중막을 포함하는 호기 처리부를 포함하는 혐기호기 처리조를 구비한다.

본 발명의 유기배수처리장치에 의하면, 피처리수는 농축오물에 의해 유지분 등의 유기물이 흡착되고, 또한 용존 산소가 영으로 되도록 처리된다. 이러한 전처리가 실시된 후, 유기배수는 혐기처리부로 도입된다. 따라서, 효율적인 방식으로 유기배수를 처리할 수 있고 유기배수로 인해 제2액중막의 투과율이 저하되지 않는다. 본 발명에 따르면, 유기배수는 상기 제1액중막을 활용하여 그의 미생물 농도가 매우 높게 되도록 농축오물로써 처리되며, 따라서 고농도 현상액함유 배수중의 TMAH 및 계면활성제까지도 확실하게 처리할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면, 고농도 유기배수를 무희석으로 효율 양호하게 처리할 수 있고, 운전 비용 및 초기 비용이 낮은 소형 배수처리장치를 제공할 수 있다.

또한, 일실시예에서, 상기 농축조에는 원료 오물로서 생활오물이 도입되어 그 생활오물이 제1액중막에 의해 농축된다.

상기 실시예에 따르면, 상기 농축조에는 용존산소 소비 능력이 높고 타르 형태인 혐기성 생활 오물을 제공할 수 있다. 고농도 생활 오물은 유기물흡착조내의 피처리수와 혼합된다. 상기 고농도 생활 오물은 다음의 특징들을 갖는다: (1) 인을 함유하고; (2) 유기물을 흡착할 수 있고; (3) 본래의 SS를 함유하며; (4) 용존산소를 용이하게 소비하는 능력을 가진다. 고농도 생활오물과 피처리수가 함께 혼합된 유기물 흡착조에서의 배수-오물 혼합물이 혐기처리부로 도입되어 혐기처리된다. 따라서, 이 실시예에 따르면, 혐기처리부의 혐기처리 능력이 향상되고, 그 후단의 호기처리부에서의 제2액중막의 투과효율을 더 높은 레벨로 유지할 수 있다.

일 실시예의 유기배수 처리장치는 혐기호기 처리조내의 제2액중막에 의해 농축된 농축 오물을 농축조로 도입하기 위한 오물반송장치를 포함한다.

상기 실시예에 따르면, 상기 제2액중막에 의해 농축되어 피처리수의 성상에 유용한 농축 오물을 오물반송장치에 의해 농축조로 반송한다. 이 반송된 농축오물은 농축조와 유기물흡착조를 거쳐 혐기처리부로 도입된다. 따라서, 혐기처리부는 피처리수의 성상에 유용한 농축오물을 효율적으로 혐기 처리할 수 있다.

[발명의 효과]

본 발명의 장치의 전체 시스템은 리사이클링 시스템으로서 작용하며, 따라서 피처리수의 유입량, 농축오물의 도입량, 오물의 반송량 등을 조정함에 의해 유기물 흡착조, 농축조 및 혐기호기 처리조 각각에서의 오물 농도를 적절하게 제어할 수 있는 효과가 있다.

본 발명을 이상과 같이 설명하였지만, 여러 가지 방식으로 개조될 수 있다. 이러한 개조들은 본 발명의 정신과 범위를 벗어난 것으로 간주되지 않으며, 당업자들이라면 명백하게 알 수 있는 바와같이 그러한 모든 개조는 첨부된 특허청구의 범위내에 포함된다.

Claims

농축 오물을 생성하도록 제1액중막(28)에 의해 오물을 농축하는 단계; 상기 농축 오물을 피처리수와 혼합하고, 상기 농축 오물과 혼합된 피처리수를 혐기처리하도록 혐기처리부(11)로 도입하는 단계; 및 상기 혐기처리부(11)로부터, 제2액중막(13)이 내부에 배치되며 상기 피처리수를 호기처리하는 호기처리부(10)로 상기 혐기처리된 피처리수를 도입하는 단계로 구성되는 유기배수 처리방법.
제1항에 있어서, 상기 농축 오물은 상기 제1액중막(28)에 의해 생활 오물을 농축함으로써 생성되는 유기배수 처리방법.
농축 오물을 생성하도록 제1액중막(28)에 의해 오물을 농축하는 농축조(3); 상기 농축조(3)에서의 농축 오물과 피처리수로서의 유기배수를 수용하여, 상기 농축 오물과 유기배수를 함께 혼합함으로써, 상기 유기배수내에 함유된 유기물을 상기 농축 오물에 흡착시키는 유기물 흡착조(1); 및 상기 농축 오물과 혼합된 유기 배수가 상기 유기물 흡착조(1)로부터 도입되는 혐기처리부(11), 및 상기 혐기처리부(11)로부터 혐기처리된 피처리수가 도입되며, 제2액중막(13)을 구비한 호기처리부(10)로 구성된 혐기호기 처리조(2)를 포함하는 유기배수 처리장치.
제4항에 있어서, 상기 농축조(3)는 생활 오물을 수용하여 그 생활 오물을 제1액중막(28)에 의해 농축하도록 되어있는 유기배수 처리장치.
제4항에 있어서, 상기 혐기호기 처리조(2)의 제2액중막(13)에 의해 생성된 농축 오물을 상기 농축조(3)로 도입하는 오물반송장치(51,52)를 더 포함하는 유기배수 처리장치.