KR100343428B1

KR100343428B1 - 초음파/산화제 처리기술과 생물학적 처리기술을 병합한 산업폐수의 처리방법 및 장치

Info

Publication number: KR100343428B1
Application number: KR1019990050735A
Authority: KR
Inventors: 세 영 모; 김만수; 장홍기; 이경재
Original assignee: 세 영 모
Priority date: 1998-11-16
Filing date: 1999-11-15
Publication date: 2002-07-15
Also published as: KR20000006954A

Abstract

각종 산업체에서 배출되는 폐수 중에 함유되어 있는 각종 독성/난분해성 화합물들을 효과적으로 분해·제거하여 폐수를 정화시킴으로써, 환경오염을 방지할 수 있는 산업폐수의 처리방법 및 이를 수행하기 위한 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 산업폐수의 처리방법에서는, 난분해성 산업폐수들을 저주파초음파/산화제 처리조와 고주파초음파/산화제 처리조에서 각각 20∼50 kHz의 저주파초음파와 100 kHz이상의 고주파초음파를 조사하면서 오존, 과산화수소 또는 산소를 산화 보조제로 분사하여 폐수에 함유되어 있는 각종 난분해성 화합물들을 1차적으로 분해시킨다. 다음에는, 1차 적으로 분해처리된 난분해성 산업폐수를 생물학적 처리조에서 2차적으로 완전히 정화처리함으로써, 산업폐수 중에 함유되어 있는 각종 독성/난분해성 화합물들을 효과적으로 분해 정화시킨다.

Description

초음파/산화제 처리기술과 생물학적 처리기술을 병합한 산업폐수의 처리방법 및 장치{The industrial wastewater treatment process and apparatus combined the technique of decomposition by ultrasound/oxidants with the biological treatment technique.}

본 발명은 산업폐수의 처리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각종 산업체에서 배출되는 폐수 중에 함유되어 있는 각종 독성/난분해성 화합물들을 효과적으로 분해·제거하여 산업폐수를 정화시킴으로써, 환경오염을 방지할 수 있는 산업폐수의 처리 방법 및 이를 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.

최근 각종 산업체에서 배출되는 산업폐수의 양이 급격하게 증가되고 있고 또한 산업폐수의 성상(性狀)이 현저히 악성화 및 유독화 되고 있으며, 그 결과 주변 환경의 오염이 심화되고 있다. 따라서, 그러한 성분을 다량으로 함유한 난분해성 산업폐수를 효과적으로 처리하기 위한 다양한 노력들이 이루어지고 있다.

산업폐수를 처리하기 위해서 지금까지 사용되고 있는 기술로는, 생물학적 처리기술과 물리/화학적 처리기술이 적용되고 있다. 최근에는, 오존 또는 과산화수소처리기술, 자외선 처리기술, 전자빔 처리기술, 플라즈마 처리기술 등이 개발 중에 있거나 이미 부분적으로 개발되어 일부 사용되고 있다.

먼저, 생물학적 처리기술은 폐수에 함유되어 있는 용존 유기물(soluble organics)과 부유 고형물(suspended solids), 그리고 미량의 유기물(trace organics)이나 중금속을 포함하는 독성 물질 등을 처리함에 있어서, 미생물의 신진대사작용을 이용하여 유기물을 분해시키거나 중금속 등을 미생물에 흡착시켜서 제거하는 기술이다.

그런데, 대부분의 산업폐수는 오염성분의 농도와 유량의 변화가 매우 심하고 성상이 다양하며, 독성이 있는 각종 오염성분이 존재하거나 미생물들이 섭취하여 분해시키기 어려운 고리구조의 방향족 화합물질(난분해성 유기화합물질)이 다량 함유되어 있기 때문에, 생물학적 처리기술로 처리할 경우에는 미생물들이 사멸되거나 활성이 매우 낮아져서 처리가 매우 어렵거나 불가능한 실정이다.

다음으로, 물리/화학적 처리기술은 폐수 중에 여러 종류의 응집제 및 응집보조제를 투여하여 폐수 중에 함유되어 있는 불순물질 또는 오염 유발물질들을 분리 및 응집 침전시켜서 제거하는 기술이다.

이러한 물리/화학적 처리기술을 이용하여 산업폐수를 처리할 경우에는, 산업폐수의 pH, 온도, 성분 등이 매우 다양하여 일반적인 응집제 및 응집 보조제에 의해서 거의 응집되지 않기 때문에 고가인 특수 응집제/응집 보조제를 사용하여야만 한다. 따라서, 처리비용이 많이 들고, 침전된 침전물들은 매우 유해하여 처리 또는 처분이 어려운 문제점이 있다.

끝으로, 오존 또는 과산화수소 처리기술, 자외선 처리기술, 전자빔 처리기술, 플라즈마 처리기술 등의 기본 원리는 산화제를 직접 사용하거나 산화성 물질을 발생시켜서 산업폐수 중에 함유되어 있는 난분해성 독성물질들을 산화시켜서 분해시키는 기술이다. 이러한 기술을 이용하여 산업폐수를 처리하는 경우에는, 폐수의 성상에 따라 선택적으로 적용되기 때문에 그 사용이 제한적이며, 시설비 및 운전비용이 많이 소요되고, 일부 폐수성분에 대해서는 처리효율이 낮은 문제점을 가지고 있음이 확인되고 있다.

전술한 바와 같은 종래의 산업폐수 처리기술들은 산업폐수의 처리효율이나 경제성 면에서 만족스럽지 못하다. 따라서, 난분해성 산업폐수를 보다 효과적으로 처리할 수 있고 경제성이 있는 새로운 산업폐수 처리기술의 개발 필요성이 대두되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 제 1의 목적은, 각종 산업체에서 배출되는 산업폐수 성분들 중 특히 생물학적 페수 처리 기술이나 물리/화학적 처리기술에 의해서 제거되지 않는 각종 난분해성 화합물들을 초음파 에너지와 산화력이 강한 오존, 과산화수소 또는 산소를 이용하여 분해시킨 후 생물학적 처리조에서 미생물들의 신진대사 작용에 의해 완전히 분해시켜서 수질 환경오염을 방지할 수 있는 산업폐수의 처리방법을 제공하려는 것이다.

또한, 본 발명의 제 2의 목적은, 산업폐수 중에 함유되어 있는 각종 독성/난분해성 화합물들을 효과적으로 분해·제거하여 폐수를 정화시킬 수 있고 구조가 간단할 뿐만 아니라 국내제작이 가능하여 장치비 및 운전비가 비교적 저렴한 난분해성 산업폐수의 처리장치를 제공하려는 것이다.

도1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 난분해성 산업폐수의 처리공정을 수행하기 위한 산업폐수 처리공정의 구성을 나타낸 개략도.

도2 내지 도4는 염료성분(Lanacet yellow 4GN, Lanacet yellow 2R, Lanacet orange RN, Lumacron rubine 2GFL, Lumacron NAVY EXN-SF 3001, Lanacet blue 2R, TSS가 222.5mg/L)에 따른 염색폐수의 분해도를 나타낸 그래프.

도5는 염색폐수의 색도와 그 염색폐수에 6시간동안 초음파를 조사하여 염료를 분해시킨 후의 색도를 비교한 사진.

도6은 저주파인 20 kHz와 고주파인 541 kHz의 두 가지 주파수의 초음파를 조사하여 페놀의 분해율을 측정한 기존의 실험결과("Oxidative degradation of phenol in aqueousmedia using Ultrasound", Ultrasonic Sonochemistry, 1, 2, S97∼S102(1994), J.Berlan, F.Trabelsi, H.Delmas, A.M.Wilhelm, J.F.Petrignani)와 본 발명의 주파수 20 kHz인 용착기형 초음파반응기에서 출력을 700 Watt로 하여 페놀의 분해율을 측정한 결과를 나타낸 그래프.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

20 : 폐수 저장조 20P : 폐수공급펌프

22 : 유량계 30 : 저주파초음파/산화제 처리조

31 : 냉각수 쟈켓 32a : 열전대

32b : 온도조절기 32c : 유량조절밸브

33 : pH 메타 34 : 저주파초음파 발생장치

35 : 폐수공급관 36a : 저주파초음파/산화제 처리조

처리수 배출관

36b : 저주파초음파/산화제 처리조 36c : 고주파초음파/산화제 처리조

처리수 시료채취관 바이패스관

37 : 저주파초음파/산화제 처리조 38a : 냉각수 공급관

드레인관

38b : 냉각수 배출관 39a : 산화제(오존 등) 공급관

39b : 산화제(오존 등) 분산관 40 : 고주파초음파/산화제 처리조

41 : 냉각수 쟈켓 42a : 열전대

42b : 온도조절기 42c : 유량조절밸브

43 : pH 메타 44 : 고주파초음파 발생장치

45 : 고주파초음파/산화제 처리조 46a : 고주파초음파/산화제 처리조

공급관 처리수 배출관

46b : 고주파초음파/산화제 처리조 47 : 고주파초음파/산화조 처리조

처리수 시료채취관 드레인관

48a : 냉각수 공급관 48b : 냉각수 배출관

49a : 산화제(오존 등) 공급관 49b : 산화제(오존 등) 분산관

40P : 고주파초음파/산화제 처리조 40R : 고주파초음파/산화제 처리조

처리수 반송펌프 처리수 반송관

50 : 생물학적 처리조 54 : 포기기

55 : 고주파초음파/산화제 처리조 56a : 생물학적 처리조 처리수 유출

처리수 공급관 관

56b : 생물학적 처리조 처리수 57 : 침전슬럿지 배출관

시료채취관.

50R : 생물학적 처리조 처리수 50P : 생물학적 처리조 처리수 반송

반송관 펌프

상기한 제 1의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

산업폐수를 전처리 하는 단계(S1);

전처리과정을 거친 산업폐수를 저주파 초음파 발생장치(34)와 산화제 분산장치가 설치된 20∼50 kHz범위의 저주파초음파/산화제 처리조(30)로 도입하여 초음파를 조사하고 난분해성 성분의 분해효율을 더욱 높이기 위해, 필요할 경우 초음파를 조사하면서 오존과 과산화수소 등의 산화제를 주입하여 먼저 벤젠 등과 같이 저주파초음파에 의해 분해되는 성분들을 분해시킨 후,

페놀 및 아민 등과 같이 저주파수초음파에 의해 용이하게 분해되지 않는 성분들을 상당량 함유한 폐수의 경우에는 저주파초음파/산화제 처리조(30)에서의 처리과정을 거친 처리수를 다시 100 kHz이상의 고주파초음파/산화제 처리조(40)내로 도입하여 고주파초음파를 조사하고, 필요할 경우 산화제를 주입하여 난분해성 화합물의 분해율을 더욱 높이는 1차 처리하는 단계(S1); 그리고

1차 처리단계에서 처리된 폐수를 포기기(54)가 설치된 생물학적 처리조(50) 내로 도입하여 분해된 난분해성 화합물들을 완전 정화시키는 2차 처리단계(S2)를 포함하는 산업폐수의 처리방법을 제공하려는 것이다.

또한 본 발명의 제2 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

전처리과정을 거친 산업폐수를 일시적으로 저장하기 위한 폐수 저장조(20);

외벽에 냉각수 쟈켓(31)이 장착되고, 내부에 열전대(32a), pH 메타(33), 저주파초음파 발생 장치(34) 및 산화제 분산관(39b)이 설치되며, 상기 폐수 저장조(20)로부터 공급되는 산업폐수를 1차 적으로 분해시키기 위한 저주파초음파/산화제 처리조(30);

저주파초음파/산화제 처리조(30)와 같이 내부에 열전대(42a), pH 메타(43), 그리고 산화제 분산관(49b)이 설치되지만 고주파 초음파발생장치(44)는 100kHz이상의 고주파용의 것이 설치되는 고주파초음파/산화제 처리조(40);

내부에 포기기(54)가 설치되고, 저주파초음파/산화제 처리조(30)에서 생물학적 처리가 가능할 정도로 충분히 분해되어 배출되거나, 저주파초음파/산화제 처리조(30)에서 생물학적 처리가 가능할 정도로 충분히 분해되지 않은 성분들을 다시 생물학적 처리가 가능할 정도로 충분하게 분해처리 하는 고주파초음파/산화제 처리조(40)로부터 배출되는 1차적으로 분해 처리된 산업폐수를 2차적으로 완전 정화시키기 위한 생물학적 처리조(50); 및

상기 폐수 저장조(20), 상기 2기의 저주파 및 고주파초음파/산화제 처리조(30,40), 그리고 상기 생물학적 처리조(50) 사이에서 연장된 유체 연결수단을 포함하는 산업폐수의 처리장치를 제공한다.

위에서 언급한 바와 같은 본 발명에 따른 산업폐수의 처리공정에 의하면, 각종 산업체에서 배출되는 난분해성 폐수들을 2기의 각 저주파 및 고주파초음파/산화제 처리조(30,40)내에서 초음파를 조사하면서 난분해성 성분의 분해효율을 더욱 높이기 위해, 필요할 경우 오존, 과산화수소 또는 산소를 산화 보조제로서 분사하여 폐수에 함유되어 있는 각종 난분해성 화합물들을 1차적으로 분해 제거시킨다. 다음에는, 1차 적으로 분해 처리된 산업폐수를 생물학적 처리조(50)에서 2차적으로 완전히 정화처리 함으로서 산업폐수 중에 함유되어 있는 각종 난분해성 유해 화합물들을 효과적으로 정화처리 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 산업폐수 처리장치의 구성 및 처리공정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 산업폐수의 처리공정을 수행하기 위한 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 산업폐수 처리공정은 전처리과정을 거친 폐수를 일시적으로 저장하기 위한 폐수 저장조(20), 폐수 저장조(20)로부터 공급되는 폐수를 1차 적으로 분해시키기 위한 저주파초음파/산화제 처리조(30)와 고주파초음파/산화조 처리조(40), 1차 적으로 분해 처리된 폐수를 2차 적으로 완전히 정화처리하기 위한 생물학적 처리조(50)를 포함한다.

폐수 저장조(20)와 저주파초음파/산화제 처리조(30)는 폐수 공급관(35)으로 연결되며, 폐수 공급관(35)에는 폐수 공급펌프(20P)와 유량계(22)가 설치된다.

폐수 공급펌프(20P)는 폐수 저장조(20)로부터 배출되는 폐수를 저주파초음파/산화제 처리조(30)로 일정압력으로 강제 송입 시킨다. 유량계(22)는 폐수 공급관(35)을 통해서 저주파초음파/산화제 처리조(30) 내로 공급되는 폐수의 양을 측정하기 위한 것이다.

저주파초음파/산화제 처리조(30)의 외벽에는 냉각수 쟈켓(31)이 설치되고. 이 냉각수 쟈켓(31)의 한쪽에는 외부의 냉각수공급원으로부터 연장된 냉각수 공급관(38a)이 연결되며, 이 냉각수 쟈켓(31)의 반대편 다른 한쪽에는 냉각수 배출관(38b)이 연결된다. 냉각수 공급관(38a)에는 유량 조절밸브(32c)가 설치된다. 유량 조절밸브(32c)는 저주파초음파/산화제 처리조(30) 내에 꽂아서 설치한 케이-타입(K-type) 열전대(32a)에 연결된 온도 조절기(32b)와 전기적으로 접속된다. 열전대(32a)와 온도조절기(32b), 그리고 유량 조절밸브(32c)는 저주파초음파/산화제 처리조(30) 내에서 처리되는 폐수의 온도변화에 따라서 냉각수 쟈켓(31)에 공급되는 냉각수의 공급량을 자동적으로 조절되도록 함으로써, 궁극적으로는 저주파초음파/산화제 처리조(30) 내에서 처리되는 폐수의 온도를 일정하게 제어한다.

저주파초음파/산화제 처리조(30) 내에는 pH 메타(33)와 저주파 초음파 발생장치(34)가 또한 설치된다. pH 메타(33)는 저주파초음파/산화제 처리조(30) 내에 수용된 폐수에 초음파를 조사(照射)할 때 폐수의 조성에 따라서 pH가 변하기 때문에 초음파를 조사하는 동안 일정시간 간격으로 pH를 측정하여 최적의 반응상태를 유지할 수 있도록 하기 위한 것이다. 저주파초음파 발생장치(34)는 주파수가 20∼50 kHz범위인 저주파초음파를 폐수 속에 조사할 수 있는 것으로, 바람직하게는 압전형 변환기(Piezoelectric Transducer; PZT)를 사용한다. 저주파초음파 발생장치(33)는 "혼(Horn)"을 폐수에 직접 담그는 접촉식과 폐수 처리조 바닥이나 벽에 부착시키는 간접 접촉식 중 어느 것이나 사용이 가능하지만, 보수 또는 교체가 가능하도록 저주파 초음파/산화제 처리조(30)에서 분리 가능한 수중잠수형으로 구성하는 것이 바람직하다.

직접 접촉식은 끝에 티타늄 팁을 접착시킨 '혼'을 저주파초음파의 전달매체인 폐수에 직접 담그는 용착기형(Prove type)이며, 간접 접촉식은 '혼'을 저주파초음파/산화제 처리조(30)의 바닥에 부착시킨 세척조형(Cleaning bath type)이다.

저주파초음파/산화제 처리조(30)의 내부벽과 저주파초음파 발생장치(34) 사이에는 산화제 분산관(39b)이 설치된다. 이 산화제 분산관(39b)은 작은 구멍이 뚫린 원형의 관, 또는 별도의 분산장치로 이루어진다. 산화제 분산관(39b)은 폐수 중에 함유되어 있는 난분해성 화합물의 분해효율을 향상시키기 위해서 필요할 경우 오존, 과산화수소 또는 산소를 산화 보조제로서 저주파초음파/산화제 처리조(30)내의 폐수속으로 분사한다. 저주파초음파/산화제 처리조(30)의 벽 아래쪽에는 저주파 초음파/산화제 처리조 처리수 배출관(36a)이 설치되고 바닥에는 저주파 초음파/산화제 처리조 드레인관(37)이 설치된다.

저주파초음파/산화제 처리조(30)의 바닥 바로 위에는 저주파초음파/산화제 처리조 처리수 배출관(36a)이 고주파초음파/산화제 처리조(40)를 향해 아래로 연장되고 그 끝에는 고주파초음파/산화제 처리조 공급관(45)의 한쪽이 연결된다. 이때 저주파초음파/산화제 처리조 처리수 배출관(36a)과 고주파초음파/산화제 처리조 공급관(45)을 통해 고주파초음파/산화제 처리조(40)로 공급되는 저주파초음파/산화제 처리조(30)의 처리수는 중력에 의해 이송되도록 고주파초음파/산화제 처리조(40)가 저주파초음파/산화제 처리조(30) 보다 낮은 곳에 놓이도록 한다.

그러나 폐수용량이 많은 경우에는 저주파초음파/산화제 처리조(30)와 고주파초음파/산화제 처리조(40)를 동일한 높이의 면 위에 놓이게 할 수 있으며, 그와 같이 하는 경우에는 저주파초음파/산화제 처리조 처리수 배출관(36a) 또는 고주파초음파/산화제 처리조 공급관(45)에 저주파초음파/산화제 처리조 처리수 공급펌프를 설치하여 저주파초음파/산화제 처리조 처리수가 펌프에 의해 일정압력으로 고주파초음파/산화제 처리조(40)에 공급되도록 한다. 또한

저주파초음파/산화제 처리조 처리수 배출관(36a)의 중간 1점에는 고주파초음파/산화제 처리조 바이패스관(36c)의 일단이 연결된다. 이는 폐수의 성분이 대부분 벤젠 등과 같이 저주파초음파/산화제에 의해 생물학적 처리조(50)에서 정화처리될 수 있는 정도로 분해되는 것들이어서 고주파초음파/산화제에 의한 추가처리가 요구되지 않는 경우에는 고주파초음파/산화제 처리조(40)로 보내지 않고 고주파초음파/산화제 처리조 바이패스관(36c)을 통해 역시 중력에 의해 고주파초음파/산화제 처리조(40)보다 더 낮은 곳에 놓인 생물학적 처리조(50)로 바로 이송되도록 하기 위한 것이다.

고주파초음파/산화제 처리조(40)의 구조는 저주파초음파/산화제 처리조(30)의 구조와 동일하다. 즉 고주파초음파/산화제처리조(40)의 외벽에는 냉각수 쟈켓(41)이 설치되고, 이 냉각수 쟈켓(41)의 한쪽에는 외부의 냉각수 공급원으로부터 연장된 냉각수 유입관(48a)이 연결되며, 이 냉각수 쟈켓(41)의 반대편 다른 한쪽에는 냉각수 배출관(48b)이 연결된다. 냉각수유입관(48a)에는 유량 조절밸브(42c)가 설치된다. 유량 조절밸브(42c)는 고주파초음파/산화제 처리조(40) 내에 꽂아서 설치한 케이-테입(K-type) 열전대(42a)에 연결된 온도 조절기(42b)와 전기적으로 접속된다. 열전대(42a)와 온도조절기(42b), 그리고 유량 조절밸브(42c)는 고주파초음파/산화제 처리조(40) 내에서 처리되는 폐수의 온도변화에 따라서 냉각수쟈켓(41)에 공급되는 냉각수의 공급량을 자동적으로 조절되도록 함으로써, 궁극적으로는 고주파초음파/산화제 처리조(30)내에서 처리되는 폐수의 온도를 일정하게 제어한다.

고주파초음파/산화제 처리조(40) 내에는 pH 메타(43)와 고주파 초음파 발생장치(44)가 또한 설치된다. pH 메타(43)는 고주파 초음파/산화제 처리조(40) 내에 수용된 폐수에 초음파를 조사(照射)할 때 폐수의 조성에 따라서 pH가 변하기 때문에 초음파를 조사하는 동안 일정시간 간격으로 pH를 측정하여 최적의 반응상태가 되는 pH값을 유지할 수 있도록 하기 위한 것이다. 고주파초음파 발생장치(44)는 주파수가 100kHz이상인 고주파초음파를 폐수 속에 조사할 수 있는 것으로, 바람직하게는 압전형 변환기(Piezoelectroc Transducer; PZT)를 사용한다. 고주파초음파 발생장치(43)는 "혼(Horn)"을 폐수에 직접 담그는 접촉식과 폐수 처리조 바닥이나 벽에 부착시키는 간접 접촉식 중 어느 것이나 사용이 가능하지만, 보수 또는 교체가 가능하도록 고주파초음파/산화제 처리조(40)에서 분리 가능한 수중잠수형으로 구성하는 것이 바람직하다.

고주파초음파/산화제 배출관(46a)의 일점에 고주파초음파/산화제 처리조 처리수 반송관(40R)의 한쪽 끝을 연결하고, 다른 한쪽 끝은 저주파초음파/산화제 처리조(30)로 연결한다. 고주파초음파/산화제 처리조 처리수 반송관(40R)에는 고주파 초음파/산화제 처리조 처리수 반송펌프(40P)를 설치한다. 이는 1차 처리단계(S1)에서의 분해율을 더욱 높이기 위해 고주파초음파/산화제 처리조(40)에서 분해처리된 처리수의 일부 또는 전체를 일정압력으로 저주파초음파/산화제 처리조(30)로 환류시키기 위한 것이다.

고주파초음파/산화제 처리조(40)의 벽 아래쪽에는 고주파초음파/산화제 처리조 처리수 배출관(46a)이 외부로 연결되고 그 끝에는 생물학적 처리조 공급관(55)으로 연결된다. 이때, 생물학적 처리조(50)는 고주파초음파/산화제 처리조(40)보다 낮은 곳에 위치하여 고주파초음파/산화제 처리조(40)에서 처리된 처리수가 중력에 의해 고주파초음파/산화제 처리조(40)로부터 생물학적 처리조(50)로 이송된다. 그러나 폐수의 양이 많아 저주파초음파/산화제 처리조(30)와 고주파초음파/산화제 처리조(40)를 동일한 높이의 면에 놓이게 하였을 경우에는 생물학적 처리조(50) 역시 그것들과 동일한 면 위에 놓이게 하고 고주파초음파/산화제 처리조 배출관(46a)에 1차 처리수 공급펌프를 설치한다.

생물학적 처리조(50) 내에는 포기기(54)가 설치되고, 생물학적 처리조(50)의 바닥에는 침전 슬러지를 배출시키기 위한 슬러지배출관(57)이 외부로 연장된다. 또한, 생물학적 처리조(50)의 일측에는 처리수 유출관(56a)이 외부로 연장된다. 생물학적처리조 처리수 유출관(56a)의 중간에는 처리수 반송관(50R)의 한쪽이 연결되고, 처리수 반송관(50R)의 다른 한쪽은 폐수저장조(20) 내로 연장된다. 처리수 반송관(50R)의 중간 1점에는 최종 처리수중 처리율에 따라 일부 또는 전부를 폐수 저장조(20) 쪽으로, 강제 순환시키기 위한 생물학적 처리조 처리수 반송펌프(50P)를 설치한다. 또한 최종 생물학적 처리조 처리수 유출관(56a)의 중간 다른 1점에는 생물학적 처리조(50)의 처리수의 시료채취관(56b)이 연결된다.

전술한 바와 같이 구성된 1차 처리단계(S1)를 이용하여 산업폐수를 처리하기 위해서는 다음과 같은 공정을 거친다.

먼저, 각종 화학공정에서 배출되는 염색공장, 농약공장, 제약공장, 정유공장, 식품공장, 그리고 비누 및 세정제공장 등의 폐수를 여과, 침전 또는 부상 분리와 같은 방식을 통해서 고형성분을 분리하기 위해 전처리 한다. 전처리과정을 거친 폐수는 폐수 저장조(20) 내로 유입되고, 계속해서 저주파초음파/산화제 처리조(30)의 폐수 공급관(35)을 통해서 저주파초음파/산화제 처리조(30) 내로 공급된다.

산업폐수가 저주파초음파/산화제 처리조(30) 내로 공급되면, 산업폐수 처리공정의 작동자는 저주파초음파 발생장치(34)의 전원 스위치(도시되지 않음)를 켜서 초음파를 발생시킨다. 발생된 초음파가 폐수 속으로 조사(照射)되면, 폐수 중에 함유되어 있는 난분해성 성분들의 분해율을 더욱 높게 하고자 할 경우에는 곧이어 산화제 공급관(39a)을 통하여 산화제를 공급하여 산화제 분산관(39b)을 작동시켜서 산화제를 폐수 속으로 주입시킨다. 이때, 산화제로는 오존, 과산화수소 또는 산소가 이용될 수 있고, 바람직하게는 오존이 사용된다.

폐수에 초음파를 조사하면, 공동화 기포(cavitational bubble)가 생성되고 이것이 파열되면서 고온, 고압의 에너지가 발생되며, 이 에너지에 의해서 물분자가 분해되어 라디칼이 생성된다. 폐수에 함유되어 있는 대부분의 난분해성 화합물들은이 고온, 고압의 에너지에 의해서 열분해, 또는 라디칼과 반응에 의해 고리구조가 깨어지면서 분해된다.

폐수에 초음파를 조사할 때 발생하는 고온, 고압의 에너지에 의해서 폐수의 온도가 상승되는데, 이는 저주파초음파/산화제 처리조(30)의 외벽에 부착된 냉가수 쟈켓(31)으로 유입되는 냉각수의 양을 조절함으로써, 화합물의 분해반응 중에 발생하는 반응열이 제거된다. 그 결과, 저주파초음파/산화제 처리조(30)는 난분해성 화합물의 분해효율이 가장 양호한 온도로 유지된다. 이와는 달리, 냉각수 쟈켓(31)을 설치하지 않고 저주파초음파/산화제 처리조(30)의 구조를 변경시켜서 동일한 효과를 얻을 수도 있다.

저주파초음파/산화제 처리조(30)내에서 TCE 및 벤젠과 같이 저주파초음파에 의해 용이하게 분해되는 화합물들이 일단 처리된 처리수는, 페놀 및 아민류와 같이 저주파초음파에 의해 용이하게 분해 처리되지 않는 성분들을 분해처리하기 위해 저주파초음파/산화제 처리조(30)의 벽 아래에서 아래쪽으로 고주파초음파/산화제 처리조(40)를 향해 연결된 저주파초음파/산화제 처리조 처리수 배출관(36a)과 저주파초음파/산화제 처리조 처리수 배출관(36a)의 아래 끝단에 연결된 고주파초음파/산화제 처리조 공급관(45)을 통해 고주파초음파/산화제 처리조(40)내로 중력에 의해 이송된다. 이때,

저주파초음파/산화제 처리조 처리수 배출관(36a) 중간의 1점에 설치된 저주파초음파/산화제 처리조 처리수 시료채취관(36b)을 통해서 처리폐수의 일부를 시료로 채취하여 분해도를 측정하고, 그 결과에 따라서 초음파의 출력, 산화제, 바람직하게는 오존을 사용할 것 인지의 여부와 그 주입량 및 처리시간, 그리고 고주파초음파/산화제 처리조(40)를 바이패스시킬 것 인지의 여부와 바이패스시킬 경우 바이패스량을 결정하고;

산업폐수의 성분이 대부분 TEC 및 벤젠 등과 같이 저주파 초음파에 의해 용이하게 분해되는 것들일 경우에는 저주파초음파/산화제 처리조 처리수를 저주파초음파/산화제 처리조 처리수 배출관(36a)과 고주파초음파/산화제 처리조 공급관(45)사이의 1점에 아래쪽의 생물학적 처리조(50)를 향해서 연결된 고주파초음파/산화제 처리조 바이패스관(36c)를 통해 생물학적 처리조(50)로 이송한다.

고주파초음파/산화제 처리조(40)내로 공급된 저주파초음파/산화제 처리조(30)의 처리수는, 앞에서 전처리된 산업폐수가 저주파초음파/산화제 처리조(30)에서 처리되었을 때와 동일한 절차에 의해 분해처리된 후, 고주파초음파/산화제 처리조(40)로부터 아래로 생물학적 처리조(50)를 향해 연장된 고주파초음파/산화제 처리조 처리수 배출관(46a)과 생물학적 처리조 공급관(55)을 통해서 생물학적 처리조(50)내로 이송된다. 이때,

고주파초음파/산화제 처리조 처리수 배출관(46a)의 중앙 1점에 연결된 고주파초음파/산화제 처리조 처리수 시료채취관(46b)을 통해서 처리 폐수의 일부를 시료로 채취하여 분해도를 측정하고, 그 결과에 따라서 초음파의 출력을 조절하고, 산화제, 바람직하게는 오존을 사용할 것 인지의 여부 및 처리시간, 그리고 고주파초음파/산화제 처리조 처리수 반송관(40R)을 통해 저주파초음파/산화제 처리조(30)로 반송할지의 여부 및 반송량을 결정한다.

생물학적 처리조(50)내로 공급된 분해처리수는 폐수의 성상에 따라 8∼24시간 동안 완전 정화처리하여 최종적으로 생물학적 처리조 처리수 유출관(56)을 통해서 외부로 배출되고, 생물학적 처리조 처리수 시료채취관(56b)에서 채취한 시료를 분석한 결과 잔존 화합물이 허용량 이상으로 함유되어 있을 경우에는 정도에 따라서 생물학적 처리조(50)에서의 체류시간을 조절하고 또한 처리수중 일부를 생물학적 처리조 처리수 반송펌프(50P)에 의해 생물학적 처리조 처리수 반송관(50R)을 통해 생물학적 처리조(50)의 유출수의 일부 또는 전체를 폐수 저장조(20)로 환류 시킨다. 이는,

2기의 저주파 및 고주파초음파/산화조 처리조(30,40)와 생물학적 처리조(50)를 거치면서 처리된 폐수의 질이 만족스럽지 못할 경우, 폐수의 전체 처리율을 더욱 높이기 위함이다.

(실시예)

실제로 화학공장에서 배출되는 산업폐수에 보편적으로 상당량이 함유되어 있는 트리클로로에틸렌(TCE), 벤젠, 그리고 2,4-디클로로페놀(2,4-DCP) 등의 3가지 물질의 수용액에 초음파만을 조사하였을 때 및 주파수 28 kHz인 세척조형에서 음향강도를 0.12 Watt/㎖(출력:600 Watt)와 0.08 Watt/㎖(출력:400 Watt)로 하였을 경우에 초음파만을 조사하였을 때와 동일한 조건에서 초음파를 조사하면서 오존을 함께 주입하였을 때의 TCE와 벤젠에 대해 분해율(%)을 측정한 결과가 하기 표1에 나타나 있다.

상기 표1에 나타난 결과는 하기와 같은 실험방법을 통해서 얻어진 것이다. 즉, 농도의 영향은 실험용 수용액을 실험 당일 플라스크에 공기로 충분히 포화시킨 증류수를 넣고 시료물질(시약용 원액)을 첨가한 후, HClO4와 NaOH를 가하여 pH가 7이 되게 조절한 후 그중에서 150 ㎖를 취하여 반응온도를 20℃로 유지시킨 20kHz, 700W의 용착기형 반응기에서 120분 동안 초음파를 조사하고 매 10분 마다 분석용 시료를 채취하여 분석하였다.

수용액의 초기 pH의 영향은 3가지 시료물질의 수용액의 농도를 1,000ppm으로 하고 그것을 각 실험 pH값으로 조절하였으며, 실험 및 측정방법은 수용액의 초기농도의 영향을 측정하기 위한 실험의 경우와 동일하게 하였다.

반응온도의 영향은, 3가지 시료물질 중 가장 낮은 벤젠의 끓는점(80.1℃)을 고려하여 결정하였고, 3가지 시료물질 각각의 수용액의 농도와 pH를 각각 1,000ppm과 pH 7로 하였으며, 실험은 수용액의 초기농도의 영향을 측정하기 위한 실험의 경우와 동일한 방법으로 수행하였다.

주파수와 음향강도에 대한 영향은, 시료용액의 농도와 pH를 각각 500ppm과 pH7로 하여 측정하였으며, 반응기는 28 kHz와 40 kHz의 2가지 주파수의 세척조형의 것을 사용하였고, 시료는 500㎖를 취하여 500㎖ 유리제 비이커에 넣고 반응조에 초음파 전달매체로서 4,500㎖의 물을 채운 후, 그 물 속에 시료액이 담긴 비이커를 담아 초음파를 조사하였다. 이는 초음파가 유리벽을 거의 투과하기 때문에 시료액을 유리제 비이커에 담고 초음파를 조사하여도 초음파 효과가 시료액에 직접 초음파를 조사할 때와 거의 차이가 없기 때문으로, 시료액의 과용을 줄이기 위함이었다. 주파수의 영향은 2가지 주파수의 반응기에서 실험하였고 음향강도와 영향은 주파수의 영향을 비교하기 위해 분석한 값들을 3가지 각 출력별로 정리하였다. 실험 및 분석 방법은 수용액의 초기농도의 영향을 측정하기 위한 실험의 경우와 동일한 방법으로 하였다.

오존의 영향은, 28 kHz 반응기에 600 Watt(음향강도:0.12 W/㎖)와 400 Watt(음향강도:0.02 W/㎖)의 2가지 출력에 대해 코로나 방전식 오존발생기에서 발생시킨 오존을 시료수용액 1ℓ당 0.8∼0.9 mg씩 주입하여 측정하였다.

각 영향인자별 농도는 시료 채취용기에서 분석용 시료를 취하는 즉시 가스 크로마토 그래피(GC, Gas Chromatography)를 사용하여 분석하였고, 부득이한 경우에는 채취한 시료를 유리제 바이알에 담아 완전히 밀폐하여 분석할 때까지 냉소에 보관한 후 분석하였다. 이때, GC는 미국의 배리언(Varian)사 제품(모델 3400)과 한국의 영인과학사의 제품(모델 600D)이며, 검출기는 수소염 이온화 검출기(flame ionization detectr:FID)와 열전도도 검출기(thermal conductivity detector:TCD)이고, 케필러리 칼럼(capilary colum)을 사용하였다. 그러나, 캐필러리 칼럼은 1가지 칼럼으로 3가지 물질이 모두 분석되지 않기 때문에 3가지의 것을 사용하였다.

첨부도면 도2 내지 도4에는 염료성분이 라나셋 옐로우(Lanacet yellow 4GN, Lanacet yellow 2R), 라나셋 오렌지(Lanacet orange RN), 루마크론 루빈(Lumacron rubine 2GFL), 루마크론 네이비(Lumacron NAVY EXN-SF 3001), 라나셋 블루(Lanacet blue 2R) 등이고 TSS가 222.5mg/ℓ인 염색폐수의 분해도가 나타나 있다.

도 2 내지 도 4는, 주파수 40 kHz, 음향강도 0.12 W/㎖, 슬럿지온도 20℃로 유지되는 초음파/산화제 처리조(30)에서 세척조형 초음파발생장치(38)를 이용하여 상기의 염료가 주성분인 폐수시료에 각각 0, 60, 그리도 90분 동안 초음파를 조사한 후 슬럿지 TSS가 5820, 4080, 그리고 4060 ㎎/ℓ인 청주시 종말하수처리장의 침전조에서 배출되는 슬러지를 적정량 주입하고 약 180분 동안 폐수 속의 용존산소량을 측정한 결과이며, 세 가지 각 경우의 용존산소의 소모율은 하기 표 2 와 같다.

상기 표 2 에 나타낸 측정결과는 초음파조사시간이 길수록 용존산소의 소모율이 증가함을 보이고 있으며, 용전산소의 소모율이 증가하였다는 것은 그만큼 미생물의 활동이 왕성해졌음을 나타내는 것이고, 미생물의 활동이 왕성하다는 것은 난분해성인 염료성분이 초음파에 의해 분해되어 미생물에 의해 섭취될 수 있는 성분으로 변환되었기 때문에 미생물의 먹이가 풍부해 졌다는 것을 가리킨다.즉, 독성 또는 난분해성 유기물의 제거지표로서 미생물에 의한 용존산소 감소율을 측정한 것은, 독성 또는 난분해성 유기물이 분해되면 본래의 특성을 잃어 독성이 없어지거나 약화되기 때문에 미생물이 섭취 가능하게 되고, 충분한 먹이를 섭취한 미생물은 그 만큼 활동이 활발해지면서 성장률이 증대되기 때문에 산소 섭취량이 증가된다는 사실에 근거한다. 따라서, 일정시간 동안 초음파를 조사한 폐수에 잉여의 슬럿지(미생물)를 주입하고 일정시간 동안 폐수에 녹아있는 용존산소의 양을 측정하여 용존산소가 감소하는 것으로 나타나면, 폐수 속에 함유되어 있는 난분해성 유기물이 분해된 것으로 판단되는 것이다.따라서 초음파조사시간이 길수록 용존산소의 소모율이 증가하는 경향을 보인 상기 표2의 용존산소량측정결과는 폐수에 함유된 난분해성 염료성분이 초음파에 의해 상당부분 분해되었음을 보이는 것이다.

또한 그림 5는 도 2내지 도 4에 나타난 결과를 얻었을 때와 동일한 조건에서 동일한 시료(사진의 왼쪽 비이커)에 6시간동안 초음파를 조사하였을 때 원래의 검푸른 색이 초음파를 조사한 후 거의 노란색으로 변화되었음(오른쪽 비이커)을 보인 것이다. 이는 다음에서 보인 반응메카니즘에서와 같이 난분해성 화합물들의 기본성분인 벤젠핵이 초음파조사에 의해 분해될 때 그 중간 생성물로서 생성되는 폐놀은 백색이지만 순도가 떨어질 경우 핑크 또는 붉은 색이고, 카테콜은 수분에 녹으면 갈색으로 변하며, 하이드로퀴논은 또는 백색이고, 퀴논은 노란색임을 감안 할 때, 연료의 벤젠고리가 초음파 조사에 의해 대부분 이와 같은 중간생성물로서 분해되었음을 입증하는 것이다.

그런데 난분해성 화합물에 초음파를 조사하여 최종 생성물은 H2, H2O, 그리고 CO2로 변환될 때가지는 매우 긴 시간이 소요되기 때문에 일단 사슬구조인 이 들 중간생성물들이 생성되었음이 확인되면 계속해서 초음파를 조사하기보다는 그 후부터는 완전처리될 때까지는 미생물처리에 의하는 것이 경제적이다.

이러한 측정결과에 의해서 난분해성인 방향족화합물 중 가장 간단한 형태인 벤젠과 트리클로로에틸렌(TCE)의 초음파 분해반응메카니즘을 예측한 결과는 아래에서 도식적으로 나타낸 바와 같다.

참고로, 여러 개의 벤젠핵으로 구성되었거나 고리형 구조를 갖는 난분해성 화합물의 경우에도 벤젠핵 또는 고리구조가 깨어져야 하기 때문에 그것들의 분해반응 메카니즘도 이 메카니즘에 준할 것으로 판단된다.

<벤젠의 분해반응 메카니즘>

<TCE의 분해반응 메카니즘>

TCE수용액에서의 초음파 분해반응은 열분해반응이고 따라서 라디칼 반응이며, 그 가능한 반응경로는,

① TCE가 초음파에너지를 받아 불포화 염화탄화수소라디칼로 변화된 후 다시 염소라디칼 한 개를 내놓거나, 염소라디칼 2개가 재결합하여 생성된 염소분자로부터 다시 염소라디칼 한 개를 받고, 2개의 불포화 염화탄화수소라디칼이 서로 결합하여 다른 불포화 염화탄화수소로 변화되며,

② 이것들이 탈염소화반응에 의해 불포화 탄화수소로 되고,

③ 수소첨가반응에 의해 불포화 탄화수소가 포화 탄화수소로 되며,

④ 이 포화 탄화수소가 열분해 되거나 물분자의 초음파 분해반응과정에서 생성된 HO2·라디칼, O3, H2O2 등에 의해 산화되어 최종생성물인 CO2와 H2O로 분해되는 반응 등의 과정이 될 것으로 판단된다.

이를 도식적으로 나타내면 다음과 같다.

도 6에는 저주파인 20 kHz와 고주파인 541 kHz의 두 가지 주파수의 초음파를 각각 별도로 조사하여 페놀의 분해율을 측정한 기존의 실험결과("Oxidative degradation of phenol in aqueous media using ultrasound", Ultrasonic Sonochemistry, 1, 2, S97∼S102(1994), J. Berlan, F. Trabelsi, H. Delmas, A. M. Wilhelm, J. F. Petrignani 등 5인의 실험결과)와 본 발명의 방법인 주파수 20 kHz인 용착기 형 초음파 반응기에서 출력을 700 Watt로 하여 페놀의 분해율을 측정한 결과를 나타낸 것이다. 도 6에서 기존의 방법에서 측정한 결과에서는 페놀수용액에 20 kHz의 초음파를 조사하였을 때 거의 2시간 후까지 페놀이 거의 분해되지 않음을 나타내고 있으며, 541 kHz 초음파의 경우에는 100분 동안 거의 모두 분해되었음을 보이고있고, 특히 20 kHz 초음파의 경우에는 분해경향이 주파수 20 kHz와 출력 700 Watt의 초음파를 조사하였을 때 동일한 시간동안 4∼6 %가 분해되는 것으로 나타난 본 발명의 실험결과와 거의 유사하다.

따라서 본 실험결과는 난분해성 화합물을 함유한 산업폐수를 초음파조사에 의해 환경오염을 야기시키지 않을 만큼 만족스러울 정도로 처리하기 위해서는 저주파초음파와 고주파초음파를 함께 조사하는 것이 효과적임을 입증하고 있다.

전술한 바와 같은 본 발명에 따른 산업폐수의 처리공정에 의하면, 각종 산업체에서 배출되는 폐수들을 초음파/산화제 처리조(30)내로 도입한 후 초음파를 조사하면서 필요할 경우 오존, 과산화수소 또는 산소를 산화 보조제로서 분사하여 폐수에 함유되어 있는 각종 화합물들을 분해 제거시킨다. 이렇게 초음파/산화제 처리조(30)내에서 1차적으로 정화처리된 폐수를 생물학적 처리조(40)에서 2차적으로 정화 처리하므로서, 기존의 폐수처리 기술로 효과적으로 처리되지 않는 각종 산업폐수의 완벽한 처리가 가능하다.

즉, 본 발명에 따른 산업폐수의 처리공정은 산업폐수 성분들 중 기존의 생물학적 폐수처리기술이나 물리/화학적 처리기술에 의해 제거되지 않는 각종 독성/난분해성 화합물들의 효과적인 분해 및 제거가 가능하다. 특히, 처리과정에 산화제인 오존, 과산화수소 또는 산소를 첨가할 경우에는 그 처리효휼을 더욱 증대시킬 수 있다.

또한, 기존의 물리화학적 처리공정에서는 응집 등으로 인하여 슬러지가 상당량 발생하여 폐수처리비용 중 슬러지 처리에 드는 비용이 상당히 많았으나, 본 발명에 따른 산업폐수 처리방법에 따른 슬러지의 발생을 크게 감소시킬 수 있어서 처리 경비면에서 경제적이다.

게다가, 본 발명에 따른 산업폐수 처리방법을 수행하는데 사용되는 장치의 구조가 간단할 뿐만 아니라 국내제작이 가능하므로, 장치비 및 운전비가 저렴하다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

산업폐수를 전처리하는 단계(S1);

전처리 단계를 거친 산업폐수를 20∼50kHz의 저주파초음파 발생장치(34)와 산화제 공급관(39a) 및 산화제 분산관(39b)이 설치된 저주파초음파/산화제 처리조(30)와, 100kHz 이상의 고주파 초음파 발생장치(44)와 산화제 공급관(49a) 및 산화제 분산관(49b)이 설치된 고주파초음파/산화제 처리조(40) 내로 연속해서 도입하여 초음파를 조사하고 산화제를 주입하여 1차 처리하는 단계(S2);

및

1차 처리된 산업폐수를 포기기(54)가 설치된 생물학적 처리조(50) 내로 도입하여 2차 처리하는 단계(S3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파/산화제 처리기술과 생물학적 처리기술을 병합한 산업폐수의 처리방법.
제1항에 있어서, 상기 단계(S2)에서는, 상기 2기의 각 저주파 및 고주파초음파/산화제 처리조(30,40) 내에 꽂아서 설치한 열전대(32a,42a)에 전기적으로 연결된 온도조절기(32b,42b) 및 상기 저주파 및 고주파초음파/산화제 처리조(30,40)의 외벽에 설치된 냉각수 쟈켓(31,41)에 연결되는 냉각수 공급관(38a,48a)에 설치되고 상기 온도조절기(32b,42b)와 전기적으로 접속되는 유량조절밸브(32c,42c)의 작동에 의해서 상기 냉각수 쟈켓(31,41)에 공급되는 냉각수의 양을 조절함으로써 상기 2기의 각 저주파 및 고주파초음파/산화제 처리조(30,40) 내에 설치된 pH 메타(33,43)를 이용하여 산업폐수의 pH를 측정하여 원하는 반응상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 초음파/산화제 처리기술과 생물학적 처리기술을 병한한 산업폐수의 처리방법.
제1항에 있어서, 상기 저주파초음파/산화제 처리조(30)의 처리수 배출관(36a)의 중간 1점에 고주파초음파/산화제 처리조 바이패스관(36c)의 일단을 연결하고, 폐수의 성분이 대부분 벤젠 등과 같이 저주파초음파/산화제 처리조(30) 및 생물학적 처리조(50)에서 대부분 정화처리 될 수 있는 정도로 분해되는 것들일 경우 저주파초음파/산화제 처리조(30)에서 분해 처리된 처리수를 고주파초음파/산화제 처리조(40)로 보내지 않고 고주파초음파/산화제 처리조 바이패스관(36c)을 통해 직접 생물학적 처리조(50)로 바로 이송하는 것을 특징으로 하는 초음파/산화제 처리 기술과 생물학적 처리기술을 병합한 산업폐수의 처리방법.
제1항에 있어서, 상기 저주파초음파/산화제 처리조(30)와 고주파초음파/산화제 처리조(40)의 처리수 배출관(46a) 사이의 일점에 고주파초음파/산화제 처리조 처리수 반송관(40R)의 한쪽 끝을 연결하고, 다른 한쪽 끝은 저주파초음파/산화제 처리조(30)로 연결하여 고주파초음파/산화제 처리조(40) 처리수의 일부 또는 전체를 저주파초음파/산화제 처리조(30)로 반송하여 저주파초음파/산화제 처리조(30)에서 다시 분해되도록 하여 분해처리공정을 반복함으로서 전체 처리율을 더욱 높이도록 하는 것을 특징으로 하는 초음파/산화제 처리기술과 생물학적 처리기술을 병합한 산업폐수의 처리방법.
제1항에 있어서, 생물학적 처리조(50)의 일측에 연결된 생물학적 처리조 처리수 유출관(56a)의 중간에 생물학적 처리조 처리수 반송관(50R)의 일단을 연결하고 생물학적 처리조 처리수 반송관(50R)의 다른 한쪽은 폐수 저장조(20)로 연결하여, 생물학적 처리조(50)에서 최종 정화 처리된 처리수의 일부 또는 전체를 폐수 저장조(20)로 환류시켜 폐수의 전체 처리효율을 더욱 높이도록 하는 것을 특징으로 하는 초음파/산화제 처리기술과 생물학적 처리기술을 병합한 산업폐수의 처리방법.
제1항에 있어서, 상기 저주파초음파/산화제 처리조(30)의 처리수 배출관(36a)과 고주파초음파/산화제 처리조(40)의 처리수 배출관(46a), 그리고 생물학적 처리조(50)의 처리수 유출관(56a)의 중간에 설치된 저주파초음파/산화제 처리조 처리수 시료 채취관(36b), 고주파초음파/산화제 처리조 시료채취관(46b) 및 생물학적 처리조 처리수 시료채취관(56b)을 이용하여 저주파초음파/산화제 처리조(30), 고주파초음파/산화제 처리조(40) 및 생물학적 처리조(50) 에서 처리된 처리수의 일부를 시료로 채취하여 분해율을 측정하고, 그 결과에 따라서 상기 저주파 및 고주파 초음파 발생장치(34,44)로부터 조사되는 초음파의 출력과 상기 산화제 분산장치(39a,39b,49a,49b)로부터 주입되는 상기 산화제의 공급량, 그리고 반송 또는 환류량을 조절하는 것을 특징으로 하는 초음파/산화제 처리기술과 생물학적 처리기술을 병합한 산업폐수의 처리방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 산화제는 오존, 과산화수소 또는 산소로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초음파/산화제 처리기술과 생물학적 처리기술을 병합한 산업폐수의 처리방법.
전처리가 끝난 산업폐수를 일시적으로 저장하기 위한 폐수 저장소(20);

외벽에 냉각수 쟈켓(31,41)이 장착되고, 내부에 열전대(32a,42a), pH 메타(33,43), 저주파, 고주파 초음파 발생장치(34,44) 및 산화제 분산관(39b,49b)이 설치되며, 상기 폐수 저장조(20)로부터 공급되는 산업폐수를 1차적으로 정화처리하기 위한 2기의 저주파 및 고주파초음파/산화제 처리조(30,40);

상기 2기의 저주파 및 고주파초음파/산화제 처리조(30,40)로부터 배출되는 1차적으로 정화처리된 산업폐수를 2차적으로 정화처리하기 위한 내부에 포기기(54)가 설치된 생물학적 처리조(50); 및

상기 폐수 저장조(20), 상기 저주파 및 고주파초음파/산화제 처리조(30,40) 및 상기 생물학적 처리조(50) 사이에서 연장된 유체 연결수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파/산화제 처리기술과 생물학적 처리기술을 병합한 산업폐수의 처리장치.
제8항에 있어서, 상기 저주파, 고주파 초음파 발생장치(34,44)는, 보수 또는 교체가 가능하도록 상기 2기의 저주파 및 고주파초음파/산화제 처리조(30,40)에서 분리 가능한 분리형으로 구성되며, 끝에 티타늄 칩을 접착시킨 혼(Horn)을 상기 전처리가 완료된 산업폐수에 직접 담그는 직접 접촉식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초음파/산화제 처리기술과 생물학적 처리기술을 병합한 산업폐수의 처리장치.
제8항에 있어서, 상기 산화제 분산관(39b,49b)은 작은 구멍이 뚫린 관 도는 그와 동등한 기능을 하는 분산장치로 이루어지고, 상기 2기의 저주파 및 고주파초음파/산화제 처리조(30,40)의 일측벽과 상기 저주파 및 고주파초음파 발생장치(34,44) 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 초음파/산화제 처리기술과 생물학적 처리기술을 병합한 산업폐수의 처리장치.