KR100443068B1 - Microbial Agent for Waste Water Treatment - Google Patents
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Abstract
본 발명은 오·폐수처리에 사용되는 미생물제재에 관한 것으로써, 단백질과 지질을 분해하는 미생물로 바실러스 속 (Bacillus sp.)과, 황화수소(H2S) 또는 황(S)을 산화시켜 악취를 제거하는 산 생성 미생물로 홍색 유황세균(Purple sulfur bacteria)인 티오바실러스 속(Thiobacillus sp.), 알칼리제네스 속(Alcaligenes sp.), 플라보박테리움 속(Flavobactrium sp.)과, 탄수화물 및 ABS, 헥산(hexane), 페놀(phenol), 탄화수소(hydrocarbon) 등의 유기화합물과 난분해성 물질을 분해하는 미생물로 홍색 비유황세균(Purple non-sulfur bacteria), 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.), 코마모나스 속(Comamonas sp.)과, 질화 미생물로는 나이트로소모나스 속(Nitrosomonas sp.), 나이트로박터 속(Nitrobacter sp.), 나이트로콕쿠스 속(Nitrococcus sp.)의 10속 27종의 천연미생물로 구성된 것을 특징으로 하는 오·폐수처리용 미생물제재에 관한 것이다.The present invention relates to a microbial material used for wastewater treatment, and it is a microorganism that decomposes proteins and lipids . Bacillus sp. And hydrogen sulfide (H 2 S) or sulfur (S) are oxidized to odor. Acid generating microorganisms to be removed are Thiolcillus sp. , Alcaligenes sp. , Flavobactrium sp. , Purple sulfur bacteria , carbohydrates, ABS and hexane. (hexane), phenol (phenol), hydrocarbons (organic) and other microorganisms that decompose hardly decomposable substances, such as red non-sulfur bacteria ( Pseudomonas sp. ), the genus Coomamonas ( Comamonas sp. ), And nitrifying microorganisms include 10 genus and 27 natural microorganisms of Nitrosomonas sp. , Nitrobacter sp. And Nitrococcus sp. Sewage and wastewater, characterized in that configured For relates to a microorganism.
본 발명의 오·폐수처리용 미생물제재는 기존 소화조 용량부족에 따른 효율감소에 대응하기 위해 천연 미생물제재를 사용하여 혐기성 소화조의 소화효율을 증대시키는 효과가 있다.The microbial agent for wastewater treatment according to the present invention has the effect of increasing the extinguishing efficiency of an anaerobic digester by using a natural microbial agent to cope with the decrease in efficiency due to insufficient capacity of the existing digester.
또한 본 발명의 미생물제재를 투입함에 따라 소화조내 사각지대(deadvolume)의 제거 효과와 2단소화조의 침전성이 향상되고, 소화조 상등수의 COD 및 SS의 농도 감소에 따른 수질개선 효과가 있으며, 보다 높은 유기물 제거율을 보여 유기물 감소로 인해 탈수성 증가 및 고분자응집제 사용량 절감효과와 슬러지 육상 및 해상 처리비용의 절감효과가 있다.In addition, by introducing the microbial material of the present invention, the effect of eliminating dead zones in the digester and sedimentation of the two-stage digester is improved, and water quality is improved by reducing the concentration of COD and SS in the digester's supernatant. Due to the organic removal rate, the reduction of organic matters increases the dehydration rate, reduces the use of polymer coagulant, and reduces the sludge land and sea treatment costs.
특히 본 발명의 미생물제재는 오·폐수의 최종 슬러지 발생량을 감소시키고, 가스발생량을 증가시켜 에너지 자원으로 활용할 수 있다는 장점이 있다.In particular, the microbial agent of the present invention has the advantage of reducing the final sludge generation of waste water, waste gas increases the amount of gas to be used as an energy source.
Description
본 발명은 오·폐수처리용 미생물제재에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 하수 슬러지를 처리하는 혐기성 소화조에 천연 미생물제재를 사용하여 소화효율을 증대시키는 것을 특징으로 하는 오·폐수처리용 미생물제재에 관한 것이다.The present invention relates to a microbial material for wastewater treatment, and more particularly, to a microbial material for wastewater treatment, characterized in that to increase the extinguishing efficiency by using a natural microbial material in an anaerobic digester for treating sewage sludge. It is about.
일반적인 혐기성 소화공정은 하수처리장에서 발생하는 하수 슬러지를 최종적으로 처분하기 위한 안정화와 고농도 유기성 폐수 및 폐기물의 주된 처리기술로서, 다른 물리·화학적 처리에 비해 2차 오염문제가 적고, 메탄가스 발생 등의 장점이 있음에도 불구하고, 처리시간이 길고, 악취 발생 등의 단점으로 인하여 제한적으로 사용되고 있는 실정이다. 더욱이 최근에는 차집관거의 확충, 생활하수의 유입량 증가 및 인근 신규 아파트의 분뇨 직유입 등으로 인해 유입 총고형물량이 증가됨에따라 기존 소화조의 용량이 부족할 것으로 예상되고 있다.The general anaerobic digestion process is the main treatment technology for stabilization and high concentration of organic wastewater and wastes for the final disposal of sewage sludge from sewage treatment plant, and has less secondary pollution problems than other physical and chemical treatments. Despite the advantages, the processing time is long, and due to the disadvantages such as the generation of odors are used in a limited situation. In addition, it is expected that the capacity of the existing digester will be insufficient due to the increase of the total amount of inflow due to the expansion of the detention house, the increase of the inflow of living sewage, and the inflow of manure of nearby new apartments.
현재 혐기성 소화공정에 널리 사용되고 있는 소화조로서, 앵글로-어메리칸(Anglo-American)이라 불리는 저유탱크 형태의 소화조와 최근 사용이 급격히 늘고 있는 에그-쉐입트(Egg-shaped)라 불리는 계란 형태의 소화조는 소화조 내의 사각지대(dead volume)와 스컴 발생의 증가로 인해 교반 효율이 낮아지기 때문에 소화효율이 감소하는 문제점이 있다. 이점에 대해서는 정성희 등 3인이 발표한 "방사성동위원소 추적자를 이용한 슬러지 소화조 성능 진단"의 논문(1999. 대한환경공학회지, 21(12))에서 방사성동위원소 추적자로서 약 13mCi의46Sc-EDTA 용액을 소화조내에 유입시켜 방사선 계측치의 변화를 측정한 결과 소화조 내부에 상당한 크기의 사각지대(dead volume)가 존재하고 있음에서 이미 밝혀진 바 있다.The digester that is widely used in anaerobic digestion process, low oil tank type called Anglo-American, and egg type digester called Egg-shaped which is rapidly increasing in use. Digestion efficiency is reduced because the stirring efficiency is lowered due to the increase of dead volume and scum in the digester. In this paper, “Slurry Digester Performance Diagnosis Using Radioisotope Tracer” (3) published by Sung-Hee Chung and others (1999. Journal of Environmental Engineering, 21 (12)), 46 Sc-EDTA solution of about 13mCi as a radioisotope tracer. As a result of measuring the change in radiometric value by introducing into the digester, it has been found that there is a significant dead volume inside the digester.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로 오·폐수처리를 위한 미생물제재에 관한 많은 연구와 더불어 이에 대한 특허들이 출원되고 있으나 소화조내의 미생물이 유기성 기질을 메탄으로 전환하는 과정은 매우 복잡한 과정으로서 수많은 미생물 군집이 관여하며, 자기 자신의 기질과 생성물의 특이성이 서로 연관되어 있어 주위의 환경에 민감하기 때문에 소화조의 효율적인 운전을 위해서는 슬러지의 물리·화학적인 특성이 우선 고려되어야 하고, 소화조 설계시 유기물질의 농도 및 조성비, 슬러지의 수분 함량, 영양소, 독성물질의 유무 및 농도, 운전온도, 알칼리도, pH, 생물학적 분해가능물질의 함량 등이 결정되어야 한다.Therefore, as a way to solve the above problems, many studies on microorganisms for wastewater treatment and patents have been filed, but the process of converting organic substrates to methane by microorganisms in the digester is a very complicated process. Numerous microbial communities are involved, and their own substrate and specificity of products are related to each other, so they are sensitive to the surrounding environment. Therefore, the sludge's physical and chemical characteristics must be considered for efficient operation of the digester. The concentration and composition of the substance, the moisture content of the sludge, the nutrients, the presence and concentration of toxic substances, the operating temperature, the alkalinity, the pH and the content of biodegradable substances should be determined.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위한 것으로, 천연 미생물제재를 사용하여 혐기성 소화조의 소화효율을 증대시키는 것을 특징으로 하는 오·폐수처리용 미생물제재를 제공함에 있다.The present invention is to improve the above problems, to provide a microbial agent for wastewater treatment, characterized in that to increase the digestive efficiency of the anaerobic digester using a natural microbial agent.
본 발명의 또 다른 목적은 소화조내 사각지대(dead volume)의 제거 효과와 2단소화조의 침전성이 향상되고, 소화조 상등수의 화학적 산소요구량(Chemical Oxygen Demand, COD) 및 부유물질(suspended solid, SS)의 농도 감소에 따른 수질개선효과가 있는 것을 특징으로 하는 오·폐수처리용 미생물제재를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to improve the effect of removing the dead volume in the digester and the sedimentation of the two-stage digester, the chemical oxygen demand (COD) of the digester supernatant and suspended solids (SS) It is to provide a microbial material for wastewater treatment, characterized in that the water quality improvement effect according to the decrease in concentration.
본 발명의 또 다른 목적은 미생물제재를 투입함에 따라 보다 높은 유기물 제거율을 보여 유기물 감소로 인해 탈수성 증가 및 고분자응집제 사용량 절감효과와 슬러지 육상 및 해상 처리비용의 절감효과가 있는 것을 특징으로 하는 오·폐수처리용 미생물제재를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to show a higher removal rate of organic matter as the microbial agent is added, dehydration increases due to the reduction of organic matter, reducing the amount of polymer coagulant used, and the sludge land and marine treatment costs, characterized in that the effect of reducing costs To provide a microbial material for wastewater treatment.
본 발명의 또 다른 목적은 최종 슬러지 발생량을 감소시키고, 가스발생량을 증가시켜 에너지 자원으로 활용할 수 있는 것을 특징으로 하는 오·폐수처리용 미생물제재를 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide a microbial material for wastewater treatment, characterized in that the final sludge generation amount is reduced, and the gas generation amount is increased to be utilized as an energy source.
도 1a는 파일럿 플랜트 운전기간동안 미생물제재 미투입시 pH 변화를 나타낸 그래프Figure 1a is a graph showing the pH change when no microbial agent added during the pilot plant operation
도 1b는 파일럿 플랜트 운전기간동안 미생물제재 투입시 pH 변화를 나타낸 그래프Figure 1b is a graph showing the pH change when the microbial material input during the pilot plant operation
도 2a는 파일럿 플랜트 운전기간동안 미생물제재 미투입시 알칼리도 변화를 나타낸 그래프Figure 2a is a graph showing the change in alkalinity when no microbial agent added during the pilot plant operation
도 2b는 파일럿 플랜트 운전기간동안 미생물제재 투입시 알칼리도 변화를 나타낸 그래프Figure 2b is a graph showing the change in alkalinity during the introduction of microbial material during the pilot plant operation
도 3a는 파일럿 플랜트 운전기간동안 미생물제재 미투입시 VS/TS(%) 변화를 나타낸 그래프Figure 3a is a graph showing the change in VS / TS (%) when no microbial agent was added during the pilot plant operation
도 3b는 파일럿 플랜트 운전기간동안 미생물제재 투입시 VS/TS(%) 변화를 나타낸 그래프Figure 3b is a graph showing the change in VS / TS (%) when the microbial material input during the pilot plant operation period
도 4는 파일럿 플랜트 운전기간동안의 유기물 제거량 변화를 나타낸 그래프4 is a graph showing changes in organic matter removal amount during a pilot plant operation period.
도 5a는 파일럿 플랜트 운전기간동안의 유입유기물량당 실제가스발생량 변화를 나타낸 그래프FIG. 5A is a graph showing the change in actual gas generation amount per inflowed organic matter during pilot plant operation
도 5b는 파일럿 플랜트 운전기간동안의 유입유기물량당 이론가스발생량 변화를 나타낸 그래프FIG. 5B is a graph showing the change of theoretical gas generation amount per inflowed organic matter during pilot plant operation
도 6은 파일럿 플랜트 운전기간동안의 CO2가스비율 변화를 나타낸 그래프6 is a graph showing the change of the CO 2 gas ratio during the pilot plant operation period
도 7은 파일럿 플랜트 운전기간동안의 소화효율 변화를 나타낸 그래프7 is a graph showing changes in fire extinguishing efficiency during a pilot plant operation period.
도 8은 파일럿 플랜트 운전기간동안의 CODMn의 농도 변화를 나타낸 그래프8 is a graph showing the change in the concentration of COD Mn during the pilot plant operation period
도 9는 파일럿 플랜트 운전기간동안의 SS 농도 변화를 나타낸 그래프9 is a graph showing the change in SS concentration during the pilot plant operation
본 발명은 하수 슬러지를 처리하는 혐기성 소화조에 천연 미생물제재를 투입하여 소화효율을 증대시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 오·폐수처리용 미생물제재에 관한 것이다.The present invention relates to a microbial agent for wastewater treatment, characterized in that the digestion efficiency can be increased by introducing a natural microbial agent into the anaerobic digester for treating sewage sludge.
본 발명의 오·폐수처리용 미생물제재에 함유되어 있는 미생물류는 폐수중의 미분해 단백질, 지질을 분해하는 미생물, 탄수화물 및 유기화합물을 분해하는 미생물, 공기 및 물 속의 질소를 고정하는 질화 미생물과 폐수중의 난분해성 물질을 분해하는 미생물 등으로 이 미생물들은 그 적용대상에 따라서는 단일 종으로 사용될 수 있으나, 통상 여러 종류의 미생물이 흡착, 배양되고, 바람직하게는 그것들 모두를 동시에 혼합 배양한 미생물 배양물질을 사용할 수 있다.The microorganisms contained in the microbial agent for wastewater treatment according to the present invention include microorganisms that decompose undissolved protein, microorganisms that degrade lipids, carbohydrates and organic compounds, and nitrided microorganisms that fix nitrogen in air and water. Microorganisms that decompose hardly decomposable substances in wastewater, etc. These microorganisms may be used as a single species depending on their application, but usually, microorganisms in which several kinds of microorganisms are adsorbed and cultured, and preferably all of them are mixed and cultured simultaneously. Culture materials can be used.
상기의 미생물류는 모두 공지의 균주로서, 단백질과 지질을 분해하는 미생물로 바실러스 속(Bacillus sp.)의 바실러스 마케란스(Bacillus macerans), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilus), 바실러스 릭케니포르미스(Bacillus licheniformis), 바실러스 플라믹크사(Bacillus polymyxa)와, 황화수소(H2S) 또는 황(S)을 산화시켜 악취를 제거하는 산 생성 미생물로 홍색 유황세균(Purple sulfur bacteria)인 티오바실러스 속(Thiobacillus sp.)의 티오바실러스노벨러스(Thiobacillus novellus), 티오바실러스 티오옥시던스(Thiobacillus thiooxidans), 티오바실러스 디나이트리피칸스(Thiobacillus denitrificans), 티오바실러스 티오파루스 (Thiobacillus thioparus), 알칼리제네스 속(Alcaligenes sp.)의 알칼리제네스 디나이트리피칸스(Alcaligenes denitrificans), 플라보박테리움 속(Flavobactrium sp.)의 플라보박테리움 아쿠아틸(Flavobactrium aquatile), 플라보박테리움 오케아노세디멘툼(Flavobactrium oceanosedimentum)과, 탄수화물 및 ABS, 헥산(hexane), 페놀(phenol), 탄화수소(hydrocarbon) 등의 유기화합물과 난분해성 물질을 분해하는 미생물로 홍색 비유황세균(Purple non-sulfur bacteria)인 로도슈도모나스 비리디스 (Rhodopseudomonas viridis), 로도슈도모나스 팔루스트리스(Rhodopseudomonas palustris), 로도스피릴룸 몰리스키아눔(Rhodospirillum molischianum), 로도스피릴룸 풀붐(Rhodospirillum fulvum), 로도스피릴룸 센테눔(Rhodospirillum centenum), 로도스피릴룸 루브룸(Rhodospirillum rubrum), 로도박터 스페로이즈(Rhodobacter sphaeroides), 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.)의 슈도모나스 플루오레센스(Pseudomonas fluorescens), 슈도모나스 시트로넬로리스(Pseudomonas citronellolis), 슈도모나스 스툿쩨리(Pseudomonas stutzeri), 슈도모나스 푸티다(Pseudomonas putida), 슈도모나스 시링가이(Pseudomonas syringae), 코마모나스 속(Comamonas sp.)의 코마모나스 테스토스테로니(Comamonas testosteroni)와, 질화 미생물로는 나이트로소모나스 속(Nitrosomonas sp.)의 나이트로소모나스 유로패아(Nitrosomonas europaea), 나이트로박터 속(Nitrobacter sp.)의 나이트로박터 위노그라드스키(Nitrobacter winogradskyi), 나이트로콕쿠스속(Nitrococcus sp.)의 나이트로콕쿠스 모빌리스(Nitrococcus mobilis)의 10속 27종의 천연미생물로 구성되어 있다.The above-mentioned microorganisms are all known strains, and microorganisms that degrade proteins and lipids are Bacillus macerans of Bacillus sp. , Bacillus subtilus , Bacillus rickenformis ( Bacillus licheniformis ), Bacillus polymyxa , and acid-producing microorganisms that remove odors by oxidizing hydrogen sulfide (H 2 S) or sulfur (S). Thiobacillus , a purple sulfur bacterium. sp.) of the thio Bacillus Novellus (Thiobacillus novellus), thio Bacillus thio oxy residence (Thiobacillus thiooxidans), thio Bacillus dinayi tree pecan switch (Thiobacillus denitrificans), thio Bacillus thio wave Ruth (Thiobacillus thioparus), alkali jeneseu in (Alcaligenes sp. ) of alkali jeneseu dinayi pecan tree's (Alcaligenes denitrificans), Plastic Plastic bobak beam bacterium of the genus Solarium (Flavobactrium sp.) Terry Organic compounds, such as Aqua-butyl (Flavobactrium aquatile), Flavobacterium okay cyano Cedi lactofermentum (Flavobactrium oceanosedimentum) and carbohydrate and ABS, hexane (hexane), phenol (phenol), a hydrocarbon (hydrocarbon) and I to decompose the decomposable material also of a microorganism scarlet non-sulfur bacteria (Purple non-sulfur bacteria) Pseudomonas irregularities disk (Rhodopseudomonas viridis), also Pseudomonas Palouse tris (Rhodopseudomonas palustris), also RY rilrum Molly ski annuum (Rhodospirillum molischianum), also RY rilrum pulbum (Rhodospirillum fulvum ), Rhodospirillum centenum , Rhodospirillum rubrum , Rhodobacter sphaeroides , Pseudomonas sp. ) Of Pseudomonas fluorescein sense (Pseudomonas fluorescens), Nello lease (Pseudomonas citronellolis) as Pseudomonas sheet, Pseudomonas seutut jjeri (Pseudomonas stutzeri), Pseudomonas footage is (Pseudomonas putida), Pseudomonas siring Guy (Pseudomonas syringae), coma Pseudomonas genus (Comamonas sp. coma Pseudomonas Testo Ste Ronnie (Comamonas testosteroni) a), a nitride microorganisms nitro consumption eggplant passage paeah of consumption eggplant in (Nitrosomonas sp.), nitro, (Nitrosomonas europaea), in bakteo nitro (Nitrobacter sp.) may consist of natural microorganisms in the 10 species of the cock 27 kusu Mobilis (Nitrococcus mobilis) nitro, a nitro bakteo wino Grad ski (Nitrobacter winogradskyi), pinto kusu in (Nitrococcus sp.) nitro.
본 발명의 미생물제재는 호기성 또는 혐기성세균을 포함한 모든 미생물에 작용하고, 빛의 유무나 산, 알칼리성에도 관계가 없으며, 그리고 폭기조내의 산소공급 유무나 질소(N), 인(P)의 영양 공급 없이도 잘 작용하고, 급격한 기온 변화에 영향을 받지 않으며, 유기화합물질에서도 잘 작용하고, 생물학적 산소요구량(BOD, 이하 'BOD'라 한다), 화학적 산소요구량(COD, 이하 'COD'라 한다) 및 부유물질(SS, 이하 'SS'라 한다)의 감소는 물론 악취까지 빠른 속도로 분해할 수 있다.The microbial agent of the present invention acts on all microorganisms, including aerobic or anaerobic bacteria, regardless of the presence of light, acid or alkaline, and without the supply of oxygen in the aeration tank or the nutrition of nitrogen (N), phosphorus (P) It works well, is not affected by rapid temperature changes, works well in organic compounds, biological oxygen demand (BOD, hereinafter called 'BOD'), chemical oxygen demand (COD, `` COD '') and suspended The reduction of materials (SS, hereinafter referred to as 'SS') as well as the odor can be quickly decomposed.
본 발명의 미생물제재가 슬러지를 제거하는 기본 공정은 다음과 같다. 미생물제재의 박테리아가 오·폐수에 용존하는 유기물을 몸에 축적하는 과정에서 다음 식 (1)과 같이 이산화탄소와 물을 생성한다.The basic process of removing the sludge of the microbial material of the present invention is as follows. In the process of accumulating organic matter dissolved in the wastewater and wastewater in the body, microorganisms produce carbon dioxide and water as shown in the following equation (1).
BOD + N + P + O2→ CO2↑ + H2O + Cells (1)BOD + N + P + O 2 → CO 2 ↑ + H 2 O + Cells (1)
여기서, 용존 유기물은 BOD로 표현되며, 단백질 합성의 중요한 질소(N)와 에너지 전이에 필요한 인(P)이 박테리아 몸속에 축적되었다가 유기물질이 박테리아의 먹이로서 충분하지 않을 때 다음 식 (2)와 같은 소화공정이 일어나게 된다.Here, dissolved organic matter is expressed as BOD, and when nitrogen (N) and phosphorus (P) necessary for energy transfer are accumulated in the body of bacteria, and the organic material is not enough to feed the bacteria, the following equation (2) Digestion process such as will occur.
Cells + O2→ CO2↑ + H2O + N + P (2)Cells + O 2 → CO 2 ↑ + H 2 O + N + P (2)
슬러지 피트나 저장조와 같은 회분식 시스템(Batch System)에서는 박테리아가 성장하면서 내부호흡을 하게 되는데, 이때는 이산화탄소를 내뿜으며 물속에는 미네랄 성분만이 남게 된다. 흔히 이 과정을 "광물화 작용"이라고 부른다.In a batch system such as sludge pits or reservoirs, bacteria grow and breathe internally, exhaling carbon dioxide and leaving only minerals in the water. This process is often called "mineralization".
소화 시스템 전반에 걸쳐 처리되는 유기물 총량에 대하여 생성되는 슬러지의 양을 '수율계수(Yc)' 즉, '평형 F/M비(Food-Microorganism Rate)'라고도 하는데, 일반적으로 F/M비는 소화 시스템내의 '당일 총BOD/생물학적 총고형물 양'으로서 '활성슬러지(MLSS)의 농도/혼합액내 BOD 농도'로 정의된다.The amount of sludge produced relative to the total amount of organics treated throughout the digestive system is also known as the yield coefficient (Yc), or the food-microorganism rate. The total amount of BOD / biological total solids in the system at that day is defined as the concentration of activated sludge (MLSS) / concentration of BOD in the mixture.
완전히 혼합된 활성슬러지 소화 시스템에서 F(Food) 유기물 농도는 폭기조 전체에 걸쳐 균일하고 방류수 유기물 농도와 동일하다. 유기물의 평형농도는 미생물이 처한 환경에서 분해해야만 하는 유기물질의 양을 말하는데, 방류수의 유기물 농도는 1ppm에 근접하기 때문에 미생물은 자신의 생명을 유지하는데 있어서 필요한 에너지를 거의 갖고 있지 않다. 미생물을 순수상태로 유지하는데 필요한 최소한의 에너지를 '미생물 보존에너지(cell maintenance energy)'라 부르는데, 이는 미생물이 엔트로피(최대한 임의의 상태로 벗어나려는 경향)를 제어하기 위해 필요로 하는 에너지를 말한다. 미생물은 소화공정을 수행하기 위해 에너지를 필요로 하게 되는데, 미생물 보존을 위해 요구되어지는 에너지를 보다 더 많이 이용할 수 있을 때, 미생물은 새로운 물질을 합성하여 번식할 수 있게 된다.In a fully mixed activated sludge digestion system, the F (Food) organic concentration is uniform throughout the aeration tank and equals the effluent organic concentration. The equilibrium concentration of organic matter refers to the amount of organic matter that must be decomposed in the environment in which the microorganisms are located. Since the concentration of organic matter in the effluent is close to 1 ppm, the microorganisms have little energy to maintain their lives. The minimum energy required to keep a microorganism intact is called 'cell maintenance energy', which is the energy the microorganism needs to control entropy (the tendency to escape as much as possible). Microorganisms need energy to perform the digestion process, and when more energy is available for microbial preservation, the microorganisms can synthesize and reproduce new materials.
하수처리장과 같은 폐수처리시설에서 유기물의 평형농도와 생산수율계수 사이에는 직접적인 관계를 가지는데 평형 F/M비를 낮게 할수록 슬러지 생산은 감소된다.In wastewater treatment plants such as sewage treatment plants, there is a direct relationship between the organic equilibrium concentrations and production yield coefficients. Lowering the equilibrium F / M ratio reduces sludge production.
이하, 실시 예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하겠는바, 실시 예에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by Examples.
1. 실험재료1. Experimental Materials
가. 본 발명의 미생물제재end. Microbial agent of the present invention
본 발명의 미생물제재를 구성하고 있는 박테리아는 10속 27종의 천연미생물로 구성되어 있고, 그 수는 1밀리리터당 3억 5천마리(3.5×108CFU/mL=3.5×1011CFU/L) 이상이 존재하고 있으며, 본 발명의 미생물제재의 박테리아 종류는 다음 [표 1]과 같다. 본 발명의 미생물제재에는 일반 생태계에서 주로 보이는 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.)이 들어 있고 질소를 산화시키는 질화성 세균도 함유되어 있다.The bacteria constituting the microorganism preparation of the present invention are composed of 10 genus 27 kinds of natural microorganisms, and the number is 350 million per 1 milliliter (3.5 × 10 8 CFU / mL = 3.5 × 10 11 CFU / L) The above exist, the type of bacteria of the microbial agent of the present invention is as shown in Table 1 below. The microbial agent of the present invention contains Pseudomonas sp. , Which is mainly found in general ecosystems, and also contains nitrifying bacteria that oxidize nitrogen.
[표 1]TABLE 1
실험에 사용된 본 발명의 미생물제재의 성상 및 성분시험과 중금속시험 결과를 각각 [표 2]와 [표 3]에 나타내었다. 미생물제재의 미생물수는 5.0×1011CFU/L(리터당 미생물 집락)이고, 황화수소 냄새가 나며, 적자색을 띄고 있다. pH는 7.15, 비중은 1.002로 각각 나타났다.The properties and compositional test and heavy metal test results of the microbial agent of the present invention used in the experiment are shown in [Table 2] and [Table 3], respectively. The number of microorganisms in the microbial agent is 5.0 × 10 11 CFU / L (microbial colonies per liter), smells of hydrogen sulfide and reddish purple. pH was 7.15 and specific gravity was 1.002, respectively.
[표 2]TABLE 2
[표 3]TABLE 3
(단위 : mg/L)(Unit: mg / L)
* 1) N.D (Not detected) : 검출되지 않음* 1) N.D (Not detected): Not detected
나. 본 발명에 사용된 하수슬러지I. Sewage sludge used in the present invention
본 발명에 사용된 슬러지는 부산광역시 소재 수영하수처리장의 농축조에서 소화조로 이송되는 하수슬러지를 사용하였으며, 하수슬러지의 성상을 [표 4]에 나타내었다. pH는 6.0~6.5의 범위로 약산성을, 알칼리도는 460.0~860.0mg/L의 범위로 나타났다. 맥카티와 맥키니(McCarty and McKinney)에 의하면 혐기성소화 처리시 암모니아성질소는 필수영양소이기 때문에 50~200mg/L의 농도범위에서는 영향을 미치지 않는 것으로 보고하였는데, 본 발명에서 암모니아성질소는 73.2~92.4mg/L의 범위로 나타나 암모니아 독성에 대한 영향은 미미하였다.Sludge used in the present invention was used sewage sludge transported to the digestion tank in the concentration of the sewage treatment plant in Busan Metropolitan City, the characteristics of the sewage sludge is shown in [Table 4]. The pH ranged from 6.0 to 6.5, with weak acidity and alkalinity ranging from 460.0 to 860.0 mg / L. According to McCarty and McKinney, ammonia nitrogen during anaerobic digestion was reported to have no effect in the concentration range of 50-200 mg / L, since ammonia nitrogen was 73.2 to 92.4. In the range of mg / L, the effect on ammonia toxicity was minimal.
[표 4]TABLE 4
* TS(Total Solids) : 총 고형물* TS (Total Solids): Total Solids
VS(Volatile Solids) : 휘발성 고형물VS (Volatile Solids): Volatile Solids
TCOD(Total Chemical Oxygen Demand ) : 총 CODTotal Chemical Oxygen Demand (TCOD): Total COD
SCOD(Soluble Chemical Oxygen Demand) : 여과된 여액의 CODSolution Chemical Oxygen Demand (SCOD): COD of filtered filtrate
TBOD(Total Biochemical Oxygen Demand) : 총 BODTotal Biochemical Oxygen Demand (TBOD): Total BOD
SBOD(Soluble Biochemical Oxygen Demand) : 여과된 여액의 BODSolution Biochemical Oxygen Demand (SBOD): BOD of filtered filtrate
2. 실험장치2. Experiment apparatus
미생물제재의 선정을 위해 혐기성 회분식 실험장치와 선정된 미생물제재의 혐기성 소화효율을 실험하기 위해 파일럿 플랜트(Pilot plant) 실험장치를 사용하였다. 랩-스케일(Lab-scale) 실험은 유효용량 2L의 매스 플라스크(mass flask)에 하수슬러지 1,000mL와 미생물제재 10mL를 주입한 다음, 반응조 상단은 실리콘 마개로 밀봉하여 혐기성 상태를 유지하였으며, 발생되는 가스는 물에 포화시켜 제거하였다. 마그네틱 교반기(Magnetic stirrer)를 이용하여 3~4회/일 정도 교반을 실시하였다. 중온 소화조건인 35±1℃를 일정하게 유지하기 위해 인큐베이터(Incubator)에 넣어 두었으며, 20일 동안 실험을 행하였다. 또한, 15일간 교반을 실시하였으며, 5일간 교반하지 않고 자연 침전되도록 방치시킨 후 침전되는 하부 슬러지의 일부를 채취하여 실험에 사용하였다.Anaerobic batch test apparatus for the selection of microbial agents and pilot plant experimental apparatus were used to test the anaerobic digestion efficiency of selected microbial agents. In a lab-scale experiment, 1,000 mL of sewage sludge and 10 mL of microbial material were injected into a 2 L mass flask with an effective capacity, and the top of the reactor was sealed with a silicone stopper to maintain anaerobic conditions. The gas was removed by saturation in water. Stirring was performed about 3 to 4 times / day using a magnetic stirrer. To maintain a constant temperature digestion condition of 35 ± 1 ℃ was placed in an incubator (Incubator), the experiment was performed for 20 days. In addition, agitation was performed for 15 days, and left for natural precipitation without stirring for 5 days, and then a part of the lower sludge precipitated was collected and used for the experiment.
파일럿 플랜트 실험장치는 실제 하수슬러지를 처리하고 있는 부산광역시 수영하수처리장의 소화조장치와 동일한 2단혐기성소화조 형태로 설치하였으며, 유효용량이 1.3m3인 혼합저류조에 하수슬러지와 본 발명의 미생물제재를 주입하였다. 1단 및 2단소화조 본체의 규격은 내경 2.2m, 높이 3.2m, 유효용량 9.5m3인 원형탱크로 재질은 철판을 이용하여 제작하였으며, 내부에 방식처리를 하여 철판의 부식을 방지하였다. 소화방식은 중온성 고율 2단혐기성소화조로서 35±1℃를 유지하였고, 1단소화조는 반응조 내 미생물과 기질의 원활한 혼합을 위하여 교반기를 부착하였으며, 교반기는 120rpm으로 운전하여 반응조 내 완전혼합이 이루어지도록 운전하였다. 2단소화조에서는 소화슬러지와 상등수가 분리되도록 교반을 수행하지 않았다. 또한 중온성 소화조건인 35±1℃로 유지하기 위하여 반응조 외부에 유리섬유로 감싸고 그 내부에 열선을 감아 가열되도록 하였으며, 반응조 내부에 온도계를 설치하여 자동온도 조절장치로 온도가 조정되도록 하였다. 유입 하수슬러지는 모노펌프를 이용하여 일정량을 연속적으로 반응조 내에 주입되도록 하였다. 소화가스량 측정을 위하여 각 소화조 상부에 가스메타를 설치하였으며, 가스분석을 위하여 상부에 가스포집구를 설치하였다. 교반기 축사이로 발생할 수 있는 발생가스의 누출과 공기의 유입을 막기 위해 워터 실링(water sealing) 장치를 교반기 축에 부착시켰다.The pilot plant experimental apparatus was installed in the form of a two-stage anaerobic digester, which is the same as the digester in the Busan Sewage Treatment Plant, which is treating sewage sludge, and the sewage sludge and the microorganism material of the present invention are installed in a mixed storage tank having an effective capacity of 1.3 m 3 . Injected. 1 and 2 is a standards body of the digester diameter 2.2m, 3.2m high, 9.5m 3 effective dose circular tank material was manufactured by using a steel plate, and the processing method to prevent corrosion of the iron plate was inside. The digestion method was maintained at 35 ± 1 ℃ as a medium temperature high rate two-stage anaerobic digestion tank, and the one-stage digestion tank was attached with a stirrer for smooth mixing of microorganisms and substrates in the reactor, and the stirrer was operated at 120rpm to be completely mixed in the reactor. Drive to lose. In the two stage digester, stirring was not performed to separate the digested sludge and the supernatant. In addition, in order to maintain at 35 ± 1 ℃, which is a medium temperature digestion condition, the outside of the reactor was wrapped with glass fiber and the heating wire was wound around the inside of the reactor to be heated. The influent sewage sludge was allowed to be continuously injected into the reactor using a mono pump. A gas meter was installed at the top of each digester to measure the amount of digested gas, and a gas collecting port was installed at the top for gas analysis. A water sealing device was attached to the stirrer shaft to prevent leakage of generated gas and inflow of air between the stirrer shafts.
3. 분석방법 3. Analysis method
본 발명의 분석방법을 [표 5]에 나타내었다. 주입된 시료의 분석은 2~3일에 한번씩 하였으며, 각 운전 단계별 운전특성을 평가하기 위해 반응조 내 시료를 채취하여 총 고형물(TS, 이하 'TS'라 한다), 휘발성 고형물(VS, 이하 'VS'라 한다), pH, CODMn, Cl-, 알칼리도(Alkalinity)를 측정하였다. pH는 pH 메타(meter)로 측정하였고, TS, VS, CODMn, Cl-, 알칼리도(Alkalinity)는 표준 방법(Standard methods)과 폐기물공정시험법에 의하여 분석하였다.The analytical method of the present invention is shown in [Table 5]. The injected samples were analyzed every 2 to 3 days. To evaluate the operating characteristics of each operation, samples were collected in the reaction tank, and total solids (TS, hereinafter referred to as 'TS') and volatile solids (VS, hereinafter referred to as 'VS'). "referred to), pH, COD Mn, Cl -, to measure the alkalinity (alkalinity). pH The pH was measured by a metadata (meter), TS, VS, COD Mn, Cl -, alkalinity (Alkalinity) were analyzed by standard methods (Standard methods) and waste process test.
[표 5]TABLE 5
4. 운전조건4. Operation condition
본 발명의 운전조건을 [표 6]에 나타내었다. 실제 부산광역시 수영하수처리장의 소화일수와 소화온도를 동일하게 하여 파일럿 플랜트 실험을 행하였다.The operating conditions of the present invention are shown in [Table 6]. In fact, pilot plant experiments were conducted with the same number of days of extinguishing and the temperature of digestion at Suyoung sewage treatment plant in Busan.
[표 6]TABLE 6
(실시예 1)(Example 1)
부산광역시 일대의 토양 및 하천에서 채취된 슬러지 500여점을 시료로 하여 미생물 균주 27균주를 순수 분리하였다. 시료 0.1g을 생리식염수(NaCl 0.85%) 9.9mL에 현탁시킨 후 105배 희석하여 뉴트리언트 한천배지상에 도말한 다음 30℃에서 48시간 배양하고, 배양 후 형성된 미생물군체를 한천배지에서 각각 순수분리 및 계대 배양하여 물질분해능이 우수한 균주를 선별하였다. 선별된 미생물군의 물질 분해능력을 측정한 결과는 다음 [표 7]과 같다.27 strains of microbial strains were purely isolated using 500 sludge samples collected from soils and streams in Busan. 0.1 g of the sample was suspended in 9.9 mL of physiological saline (NaCl 0.85%), diluted 105-fold, plated on a nutritious agar medium, and incubated at 30 ° C. for 48 hours. And subcultured to select strains excellent in material resolution. The results of measuring the material degradation ability of the selected microbial group are shown in the following [Table 7].
[표 7]TABLE 7
* ++ : 아주양호, + : 양호, - : 분해능력 없음* ++: Very good, +: Good,-: No decomposition
(실시예 2)(Example 2)
실시예 1에서 분리, 배양한 각각의 미생물액 1mL와 얻어진 미생물군을 pH 6.8인 뉴트리언트 배지(nutrient broth)에 12시간 동안 공지의 천연미생물(27종)을 쇠고기 엑기스 3g, 펩톤 5g, 아가 15g, 증류수 1L를 30~35℃하에서 혼합배양한 미생물제재 1mL를 BOD가 1,000ppm인 하수에 접종하여 생육활성도를 측정하였다. 그 결과를 다음의 [표 8]에 나타내었다.Each microorganism liquid isolated and cultured in Example 1 and the obtained microbial group were placed in a nutrient broth at pH 6.8 for 12 hours with known natural microorganisms (27 species), beef extract 3g, peptone 5g, agar 15g. , 1mL of 1L of distilled water mixed and cultured at 30 ~ 35 ° C was inoculated into sewage with 1,000 ppm of BOD to measure growth activity. The results are shown in the following [Table 8].
[표 8]TABLE 8
* +++ : 아주 양호, ++ : 양호, + : 미약, - : 불량, -- : 극히 불량* +++: Very good, ++: Good, +: Weak,-: Bad,-: Extremely bad
(실시예 3)(Example 3)
미생물제재의 적정주입량을 결정하기 위해 하수슬러지에 대한 실시예 1의 미생물제재의 주입비율을 달리하면서 실험을 수행한 결과를 [표 9]에 나타내었다.In order to determine the proper injection amount of the microbial agent, the experiment was performed while varying the injection ratio of the microbial agent of Example 1 to sewage sludge.
[표 9]TABLE 9
실험결과 미생물제재/하수슬러지의 주입비율이 1/1,250에서 소화효율이 50.7%로 가장 높게 나타나 이후 파일럿 플랜트 실험에서는 실시예 1의 미생물제재의 주입량을 하수슬러지 2L당 1.6mL를 주입하여 실험을 행하였다.As a result of the experiment, the injection ratio of the microbial agent / sewage sludge was the highest at the digestion efficiency of 50.7% at 1 / 1,250. In the pilot plant experiment, the injection amount of the microbial agent of Example 1 was injected with 1.6mL per 2L of sewage sludge. It was.
(실시예 4)(Example 4)
본 발명에 따른 미생물제재의 파일럿 플랜트 실험결과Pilot plant test results of microbial preparations according to the present invention
가. pH의 변화end. pH change
미생물제재를 투입하지 않은 경우와 실시예 1에서 제조한 미생물제재를 투입한 경우의 pH 변화를 각각 도 1a와 도 1b에 나타내었으며, 평균값을 [표 10]에 나타내었다.PH changes when the microbial agent was not added and the microbial agent prepared in Example 1 were added are shown in FIGS. 1A and 1B, respectively, and the average values are shown in [Table 10].
도 1a의 미생물제재를 투입하지 않은 경우 유입 하수슬러지의 pH는 6.1∼6.6(평균 6.3)의 범위를 나타내었으며, 1단소화조와 2단소화조에서의 pH는 6.8∼7.0(평균 6.9)와 6.9∼7.2(평균 7.0)의 범위를 각각 나타내었다.When the microbial agent of FIG. 1A was not added, the pH of the influent sewage sludge ranged from 6.1 to 6.6 (average 6.3), and the pHs from the single and two stage digesters were 6.8 to 7.0 (average 6.9) and 6.9 to 6.9. The range of 7.2 (average 7.0) is shown respectively.
반면에, 도 1b의 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우 유입 하수슬러지의 pH는 6.0∼6.5(평균 6.1)의 범위를 나타내었으며, 1단소화조와 2단소화조에서의 pH는 7.0∼7.3(평균 7.1)의 범위를 나타내어 미생물제재를 투입하지 않았을 때보다 높은 pH 상승효과가 있었다.On the other hand, when the microbial agent of Example 1 of Figure 1b was added, the pH of the influent sewage sludge showed a range of 6.0 to 6.5 (average 6.1), and the pH of the single-stage digestion tank and the two-stage digestion tank was 7.0-7.3 ( The average range of 7.1) was higher than when the microbial agent was not added.
이는 미생물 활성증가로 인한 유기물 섭취시 산생성균과 메탄생성균의 증식활동이 활발히 일어났기 때문이다.This is due to the active growth of acid-producing bacteria and methane-producing bacteria when organic matters are ingested due to increased microbial activity.
혼합저류조에서 pH가 6.0으로 혐기성소화를 위한 유입수로서는 비교적 낮은 수치로 나타났으나, 미생물과 혼합처리가 이루어진 소화조 내의 pH가 중성으로 유지되어 혐기성소화에 적당한 pH 범위인 6.0∼8.0(Benefield, L.D. and C.W. Randall., 1992)의 값을 나타내어 운전기간 동안 pH에 대한 악영향이 없었던 것으로 나타났다.In the mixed storage tank, the pH was 6.0 and the inflow water for anaerobic digestion was relatively low.However, the pH in the digestion tank mixed with microorganisms was kept neutral so that the pH range of 6.0-8.0 (Benefield, LD and CW Randall., 1992), indicating that there was no adverse effect on pH during operation.
나. 알칼리도의 변화I. Change in alkalinity
미생물제재를 투입하지 않은 경우와 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우 파일럿 플랜트의 알칼리도 변화를 각각 도 2a와 도 2b에 나타내었으며, 평균값을 [표 10]에 나타내었다.When the microbial agent is not added and the microbial agent of Example 1 is added, the alkalinity change of the pilot plant is shown in FIGS. 2A and 2B, respectively, and the average values are shown in [Table 10].
도 2a에서 보는바와 같이 미생물제재를 투입하지 않은 경우 유입 하수슬러지의 알칼리도는 460∼840mg/L(평균 611mg/L)의 범위로 나타났으며, 1단소화조와 2단소화조의 경우 알칼리도는 각각 2,170∼2,400mg/L(평균 2,277mg/L)와 2,385∼2,520mg/L(평균 2,443mg/L)의 범위로 나타났다.As shown in FIG. 2A, the alkalinity of the influent sewage sludge was found to be in the range of 460 to 840 mg / L (average 611 mg / L) when the microbial agent was not added, and the alkalinity of the 1 and 2 stage digesters was 2,170, respectively. ˜2,400 mg / L (mean 2,277 mg / L) and 2,385 to 2,520 mg / L (mean 2,443 mg / L).
반면에, 도 2b의 소화조에 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우 유입 하수슬러지의 알칼리도는 465∼860mg/L(평균 548mg/L)의 범위로 나타났으며, 1단소화조와 2단소화조의 경우 알칼리도는 각각 2,560∼2,940mg/L(평균 2,718mg/L)와 2,710∼3,025mg/L(평균 2,884mg/L)의 범위로 나타났다.On the other hand, when the microbial preparation of Example 1 was added to the digester of Figure 2b, the alkalinity of the influent sewage sludge appeared in the range of 465 to 860 mg / L (average 548 mg / L), Case alkalinity ranged from 2,560 to 2,940 mg / L (mean 2,718 mg / L) and 2,710 to 3,025 mg / L (mean 2,884 mg / L), respectively.
처리결과 미생물제재를 투입한 경우와 미생물제재를 투입하지 않은 경우의 알칼리도는 각각 약 5.3배와 4.0배 정도로 미생물제재를 투입한 경우 알칼리도의 상승이 더 높은 것을 알 수 있었다.As a result of treatment, the alkalinity of the microbial agent was increased to about 5.3 times and 4.0 times, respectively.
이러한 현상은 실시예 1의 미생물제재로 인한 자체 알칼리도의 상승영향으로 보여지며, 일반적으로 혐기성소화조 내의 알칼리도의 허용치인 1,000∼5,000mg as CaCO3/L(환경부, 폐수종말처리시설의 설계, 1995)에 충분히 만족하는 값으로 나타나 별도의 pH 저하에 대한 인위적인 알칼리제의 첨가는 필요하지 않다.This phenomenon is seen as an increase in the alkalinity due to the microbial preparation of Example 1, generally 1000 ~ 5,000mg as CaCO 3 / L, the allowable alkalinity in the anaerobic digestion tank (Ministry of Environment, Design of wastewater treatment facilities, 1995) It appears to be sufficiently satisfactory for the addition of an artificial alkali agent to separate pH drops.
다. VS/TS의 변화All. Changes in VS / TS
파일럿 플랜트 운전기간 동안 유입 하수슬러지, 1단소화조 및 2단소화조 내 미생물제재를 투입하지 않은 경우와 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우의 VS/TS(%) 변화를 각각 도 3a와 도 3b에 나타내었으며, 평균값을 [표 10]에 나타내었다.The changes in VS / TS (%) of the microbial products in the inflow sewage sludge, the single stage digester and the two stage digester, and the microbial formulation of Example 1 during the pilot plant operation are shown in FIGS. 3A and 3B, respectively. The average value is shown in [Table 10].
도 3a의 미생물제재를 투입하지 않은 경우 유입 하수슬러지의 VS/TS(%)는 64.1∼68.2%(평균 66.3%)의 범위를 나타내었으며, 1단소화조 및 2단소화조의 VS/TS(%)는 각각 52.2∼55.1%(평균 53.7%)와 49.1∼51.7%(평균 50.3%)의 범위를 나타내었다. 반면, 도 3b의 소화조에 실시예 1의 미생물 제재를 투입한 경우 유입 하수슬러지의 VS/TS(%)는 66.7∼71.0%(평균 68.2%)의 범위로 나타났으며, 1단소화조의 경우와 2단소화조의 경우 VS/TS(%)는 각각 49.1∼53.3%(평균 51.0%)와 47.6∼51.8%(평균 49.5%)의 범위로 나타났다. 전체적으로 살펴볼 때, 하수슬러지의 VS/TS(%)은 미생물제재를 투입하지 않은 경우와 투입한 경우 각각 약 16.0%와 18.7%로 나타나, 미생물제재를 투입한 경우가 미생물제재를 투입하지 않은 경우보다 유기물 감소율이 더 큰 것으로 나타났다.When the microbial agent of FIG. 3A was not added, the VS / TS (%) of the influent sewage sludge showed a range of 64.1 to 66.2% (average 66.3%), and the VS / TS (%) of the single and second stage digesters. The ranges ranged from 52.2 to 55.1% (average 53.7%) and 49.1 to 51.7% (average 50.3%). On the other hand, when the microbial agent of Example 1 was added to the digester of FIG. 3b, the VS / TS (%) of the influent sewage sludge was found to be in the range of 66.7-71.0% (average 68.2%). In the case of two-stage tanks, the VS / TS (%) ranged from 49.1 to 53.3% (average 51.0%) and 47.6 to 51.8% (average 49.5%). Overall, VS / TS (%) of sewage sludge was about 16.0% and 18.7%, respectively, with and without microbial agents. The decrease in organic matter was found to be greater.
라. 유기물 제거량la. Organic matter removal amount
운전기간 동안 소화조내의 유기물제거량을 도 4에 나타내었으며, 평균값을 [표 10]에 나타내었다.The amount of organic matter removal in the digester during the operation period is shown in FIG. 4 and the average value is shown in [Table 10].
미생물제재를 투입하지 않은 경우 7.13∼5.39kg/d(평균 6.18kg/d)로 나타난 반면, 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우 9.84∼5.95kg/d(평균 7.65kg/d)로 나타나, 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우의 소화조내 유기물 제거량이 미생물제재를 투입하지 않은 경우보다 약 1.24배 정도 더 높은 것으로 나타났다.When the microbial agent is not added, it is shown as 7.13 ~ 5.39kg / d (average 6.18kg / d), whereas when the microbial agent of Example 1 is added 9.84 ~ 5.95kg / d (average 7.65kg / d), The amount of organic matter removed in the digester when the microbial agent of Example 1 was added was about 1.24 times higher than that when the microbial agent was not added.
마. 소화가스발생량hemp. Digestion Gas Generation
파일럿 플랜트 운전기간 동안의 유입유기물량당 실제가스발생량과 이론가스발생량을 각각 도 5a와 도 5b에 나타내었으며, 평균값을 [표 10]에 나타내었다.The actual gas generation amount and the theoretical gas generation amount per inflow organic matter during the pilot plant operation are shown in FIGS. 5A and 5B, respectively, and the average values are shown in [Table 10].
하수슬러지를 혐기성소화시 메탄을 주성분으로 하는 소화가스가 얻어진다. 발생가스 중 메탄의 함량은 부피비로 60~70%정도이고, 나머지는 이산화탄소 그리고 소량의 질소, 소수, 황화수소 등으로 나뉜다. 발생된 가스의 비중은 공기와 비교시 대략 0.86정도를 나타내고, 가스발생량을 기준으로 소화의 효율을 판단할 수 있다. 발생하는 가스는 인화성이 강하고 이를 이용하여 유용한 에너지를 얻을 수 있다.In anaerobic digestion of sewage sludge, a digestive gas based on methane is obtained. The content of methane in the generated gas is about 60 ~ 70% by volume, and the rest is divided into carbon dioxide and a small amount of nitrogen, minority, and hydrogen sulfide. The specific gravity of the generated gas is about 0.86 compared with air, and the efficiency of extinguishing can be determined based on the amount of gas generated. The gas generated is highly flammable and can be used to obtain useful energy.
일반적으로 이론적인 메탄발생량은 표준상태(0℃, 1기압)에서 1kg COD가 100% 완전분해 되면 0.35m3의 메탄이 발생되므로 소화조의 온도를 35℃로 가정할 경우 0.39m3의 메탄이 발생된다. 유기물이 세포로 전환되는 비율은 극히 적으므로 무시하고, 소화효율 50%, 분해된 유기물 kg당 가스발생량을 0.6m3로 가정하여 이론적가스발생량/유입유기물량을 산출하였다.In general, the theoretical amount of methane is the methane generation of 0.39m 3, assuming the standard state temperature of the digester, so that this COD 1kg of 0.35m 3 methane generated when the 100% complete decomposition in (0 ℃, 1 atm) to 35 ℃ do. Since the rate of organic matter conversion to cells is very small, the theoretical gas generation rate / inflow organic matter amount was calculated on the assumption that the digestion efficiency was 50% and the gas generation rate per kg of decomposed organic matter was 0.6m 3 .
실제가스발생량/유입유기물량은 미생물제재를 투입하지 않은 경우 최대 0.28m3/kg·d, 최소 0.08m3/kg·d(평균 0.19m3/kg·d)로 나타났으며, 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우 최대 0.30m3/kg·d, 최소 0.24m3/kg·d(평균 0.28m3/kg·d)로 나타났다. 따라서, 실시예 1의 미생물 제재를 투입한 경우가 미생물제재를 투입하지 않은 경우보다 소화가스 발생량이 약 1.47배 더 많았는데, 이는 실시예 1의 미생물제재의 주입으로 인한 혐기성미생물 양 및 활성의 증가로 유기물 제거를 통한 가스발생량의 증가에 기인하는 것이다. 실제가스발생량/유입유기물량과 이론적가스발생량/유입유기물량을 비교해 볼 때, 미생물제재를 투입하지 않은 경우의 실제가스발생량은 이론적가스발생량의 약 65.5% 정도 발생하였으며, 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우의 실제가스발생량은 이론적가스발생량의 약 84.8% 정도 발생하였다.If the actual generation amount / incoming organic matter is not turned up to the microorganism 0.28m 3 / kg · d, were found to at least 0.08m 3 / kg · d (average 0.19m 3 / kg · d), Example 1 in the case where the microorganism found to be up to 0.30m 3 / kg · d, at least 0.24m 3 / kg · d (average 0.28m 3 / kg · d). Accordingly, the amount of digestive gas generated was about 1.47 times higher than that of the microbial agent, which was increased by the injection of the microbial agent of Example 1. This is due to the increase in gas generation through organic matter removal. When comparing the actual gas generation / inflowed organic matter and theoretical gas generation / inflowed organic matter, the actual gas generation when no microbial agent was added occurred about 65.5% of theoretical gas generation. The actual gas generation amount was about 84.8% of theoretical gas generation amount.
바. 소화가스중의 CO2비율bar. CO 2 Ratio in Digestive Gases
파일럿 플랜트 운전기간동안 소화가스 중의 CO2비율을 도 6에 나타내었으며,평균값을 [표 10]에 나타내었다.The ratio of CO 2 in the extinguishing gas during the pilot plant operation is shown in FIG. 6, and the average value is shown in [Table 10].
미생물제재를 투입하지 않은 경우는 22.5∼27.0%(평균 24.0%)로 나타난 반면, 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우는 17.5∼22.5%(평균 20.1%)로 나타나, 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우의 소화가스 중의 CO2비율이 약 3.9%정도 더 낮은 것으로 나타났다.When the microbial agent was not added, the result was 22.5-27.0% (average 24.0%), whereas the microbial agent of Example 1 was 17.5-22.5% (average 20.1%). The ratio of CO 2 in the digestive gas was lower by about 3.9%.
사. 소화효율four. Extinguishing efficiency
파일럿 플랜트 운전기간 동안 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우와 투입하지 않은 경우의 소화효율을 도 7에 나타내었으며, 평균값을 [표 10]에 나타내었다.During the pilot plant operation, the extinguishing efficiency of the microorganism preparation of Example 1 and the case of not injecting is shown in FIG. 7, and the average value is shown in [Table 10].
하수슬러지를 혐기성소화시 소화조의 소화효율을 다음 식을 이용하여 계산하였다.The digestive efficiency of the digester in anaerobic digestion of sewage sludge was calculated using the following equation.
여기서,here,
D : 혐기성소화조의 소화효율(%)D: Digestion efficiency of anaerobic digester (%)
FS1: 투입슬러지 중의 무기성분(%)FS 1 : Inorganic Components (%) in the input sludge
VS1: 투입슬러지 중의 유기성분(%)VS 1 : Organic Components (%) in the input sludge
FS2: 소화슬러지 중의 무기성분(%)FS 2 : Inorganic Components in Digestion Sludge (%)
VS2: 소화슬러지 중의 유기성분(%)VS 2 : Organic Components in Digested Sludge (%)
미생물제재를 투입하지 않은 경우 소화효율은 46.0∼50.9%(평균 48.6%)로 나타난 반면, 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우 소화효율은 52.8∼57.3%(평균 54.2%)로 나타나 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우가 미생물제재를 투입하지 않은 경우보다 소화효율이 약 1.12배 정도 높은 것으로 나타났다. 이는 미생물제재를 투입한 쪽이 미생물제재를 투입하지 않은 경우보다 혐기성미생물의 양과 활성 면에서 더 많기 때문에 소화효율이 증가하였기 때문이다.When the microbial agent was not added, the extinguishing efficiency was 46.0 to 50.9% (average 48.6%), whereas when the microbial agent of Example 1 was added, the extinguishing efficiency was 52.8 to 57.3% (average 54.2%). The digestion efficiency of the microbial agent was 1.12 times higher than that of the microbial agent. This is because digestion efficiency is increased because the amount of microorganisms added is higher in the amount and activity of anaerobic microorganisms than in the case of not adding microbial agents.
아. 월류수의 CODMn농도변화Ah. Change of COD Mn Concentration in Overflow Water
운전기간동안 2단소화조 월류수의 CODMn농도변화를 도 8에 나타내었으며, 평균값을 [표 10]에 나타내었다.The COD Mn concentration change of the two-stage tank overflow water during the operation period is shown in FIG. 8 and the average value is shown in [Table 10].
미생물제재를 투입하지 않은 경우 CODMn의 농도변화는 1,232∼2,450mg/L(평균 1,639mg/L)의 범위로 나타났다. 반면에, 실시예 1의 미생물제재를 투입한 소화조의 경우 CODMn은 537∼1,390mg/L(평균 859mg/L)의 범위로 나타났다. 따라서, 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우가 미생물제재를 투입하지 않은 경우보다 유출수의 CODMn농도가 약 1.91배 더 낮은 것으로 나타났는데, 이는 실시예 1의 미생물제재의 투입으로 인한 슬러지 중의 휘발성고형물의 분해가 더 빨리 일어났기 때문이다.When no microbial agent was added, the concentration change of COD Mn ranged from 1,232 to 2,450 mg / L (average 1,639 mg / L). On the other hand, in the digester in which the microbial agent of Example 1 was added, COD Mn was found to be in the range of 537-1,390 mg / L (average 859 mg / L). Therefore, the concentration of COD Mn in the effluent was about 1.91 times lower than in the case of adding the microbial agent of Example 1, which was lower than that of the microbial agent. This is because the decomposition of solids occurred more quickly.
자. SS 농도변화character. SS concentration change
운전기간동안 2단소화조 월류수의 SS 농도변화를 도 9에 나타내었으며, 평균값을 [표 10]에 나타내었다.The change in SS concentration of the two-stage tank overflow water during the operation period is shown in Figure 9, the average value is shown in [Table 10].
운전기간동안 SS의 농도변화는 미생물제재를 투입하지 않은 경우 SS의 농도는 3,960∼6,040mg/L(평균 4,888mg/L)의 범위로 나타났으며, 실시예 1의 미생물제재를 투입한 소화조의 경우 SS 농도는 976∼3,850mg/L(평균 2,405mg/L)의 범위로 나타났다. 하수슬러지의 혐기성소화 처리결과 미생물제재를 투입한 경우가 미생물제재를 투입하지 않은 경우보다 약 2.0배 정도 유출수질의 개선효과를 가져올 수 있는 것으로 나타났다. 이는 실시예 1의 미생물제재의 주입으로 인한 유기물의 분해증가로 2단소화조 유출수의 침전성이 더 증가하여 SS의 농도가 더 낮게 나타난 것이다.During the operation period, the concentration of SS was found to be in the range of 3,960 to 6,040 mg / L (average 4,888 mg / L) when the microbial agent was not added. SS concentrations ranged from 976 to 3850 mg / L (mean 2,405 mg / L). As a result of anaerobic digestion of sewage sludge, it was found that the addition of microbial agents could improve the effluent quality about 2.0 times than that without microbial agents. This is due to the increase in the decomposition of organic matter due to the injection of the microbial agent of Example 1, the sedimentation of the two-stage tank effluent more increased, the lower the concentration of SS.
[표 10]TABLE 10
차. 파일럿 플랜트 실험 총괄비교car. Comprehensive Comparison of Pilot Plant Experiments
파일럿 플랜트 운전기간동안 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우와 미투입한 경우의 실험결과를 종합적으로 검토하여 [표 11]에 나타내었다.The experimental results of the case of adding the microbial agent of Example 1 and the case of the non-injection of the microorganism during the operation of the pilot plant are shown in [Table 11].
[표 11]TABLE 11
상기 [표 11]에서 보는바와 같이 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우에는 미생물제재를 미투입한 경우에 비하여 소화슬러지와 탈수케이크의 발생량이 현저히줄어들었고, 이에 따라 응집제의 투입량과 상등수 COD부하량도 감소하였으며, 또한 가스발생량은 2배 이상 증가하였으며, 상등수량도 증가함을 나타내어 소화효율이 우수함을 알 수 있다.As shown in [Table 11], when the microbial preparation of Example 1 was added, the amount of digested sludge and dehydrated cake was significantly reduced as compared with the case where the microbial preparation was not added. In addition, the amount of gas generated increased more than two times, and the amount of supernatant also increased, indicating that the extinguishing efficiency is excellent.
1) 항목별 산출근거1) Calculation basis for each item
가) Blank 시험(미생물제재 미투입시)A) Blank test (when microorganisms are not added)
▷ 소화슬러지 TS : 3.87%, VS/TS : 47.4%▷ Digestion sludge TS: 3.87%, VS / TS: 47.4%
* 1) 소화조 유입슬러지량 : 1,200㎥/d* 1) Sludge inflow of digester: 1,200㎥ / d
2) 소화슬러지 발생량 : (0.50㎥/d×1,200㎥/d)/0.65㎥/d = 923.1㎥/d2) Extinguishing Sludge Generation: (0.50㎥ / d × 1,200㎥ / d) /0.65㎥/d = 923.1㎥ / d
3) 탈수케이크 발생량(함수율 = 80%) : (923.1㎥/d×3.87)/(100-80) = 178.6ton/d3) Dehydration cake generation rate (water content = 80%): (923.1㎥ / d × 3.87) / (100-80) = 178.6ton / d
4) 고분자응집제 투입량(응집제투입비 = 0.55%)4) Polymer coagulant input (coagulant input ratio = 0.55%)
: 923.1㎥/d×1ton/㎥×0.0387×1,000×0.0055 = 196.5㎏/d: 923.1㎥ / d × 1ton / ㎥ × 0.0387 × 1,000 × 0.0055 = 196.5㎏ / d
5) 소화가스 발생량 : (2.4㎥/d×1,200㎥/d)/0.65㎥/d = 4,430.8㎥/d5) Extinguishing gas amount: (2.4㎥ / d × 1,200㎥ / d) /0.65㎥/d = 4,430.8㎥ / d
6) 소화조 상등수량 : (0.15㎥/d×1,200㎥/d)/0.65㎥/d = 276.9㎥/d6) Digestion tank top water: (0.15㎥ / d × 1,200㎥ / d) /0.65㎥/d = 276.9㎥ / d
7) 소화조 상등수 COD부하량7) COD load of digester supernatant
: 276.9㎥/d×1,639㎎/L×10-6㎏/㎎×103L/㎥ = 453.8㎏/d: 276.9m 3 / d × 1,639mg / L × 10 -6 kg / mg × 10 3L / m 3 = 453.8kg / d
나) 실시예 1 시험(미생물제재 투입시)B) Example 1 test (at the time of introduction of microorganisms)
▷ 소화슬러지 TS : 2.94%, VS/TS : 53.0%▷ Digestion sludge TS: 2.94%, VS / TS: 53.0%
* 1) 소화조 유입슬러지량 : 1,200㎥/d* 1) Sludge inflow of digester: 1,200㎥ / d
2) 소화슬러지 발생량 : (0.45㎥/d×1,200㎥/d)/0.65㎥/d = 830.8㎥/d2) Extinguishing Sludge Generation: (0.45㎥ / d × 1,200㎥ / d) /0.65㎥/d = 830.8㎥ / d
3) 탈수케이크 발생량(함수율 = 80%) : (830.8㎥/d×2.94)/(100-80) = 122.1ton/d3) Dehydration cake generation rate (water content = 80%): (830.8㎥ / d × 2.94) / (100-80) = 122.1ton / d
4) 고분자응집제 투입량(응집제투입비 = 0.55%)4) Polymer coagulant input (coagulant input ratio = 0.55%)
: 830.8㎥/d×1ton/㎥×0.0294×1,000×0.0055 = 134.3㎏/d: 830.8㎥ / d × 1ton / ㎥ × 0.0294 × 1,000 × 0.0055 = 134.3㎏ / d
5) 소화가스 발생량 : (5.0㎥/d×1,200㎥/d)/0.65㎥/d = 9,230.8㎥/d5) Extinguishing gas generation: (5.0㎥ / d × 1,200㎥ / d) /0.65㎥/d = 9,230.8㎥ / d
6) 소화조 상등수량 : (0.20㎥/d×1,200㎥/d)/0.65㎥/d = 369.2㎥/d6) Digestion tank top water: (0.20㎥ / d × 1,200㎥ / d) /0.65㎥/d = 369.2㎥ / d
7) 소화조 상등수 COD부하량7) COD load of digester supernatant
: 369.2㎥/d×1,137.2㎎/L×10-6㎏/㎎×103L/㎥ = 419.9㎏/d: 369.2m 3 /d×1,137.2mg/L×10 -6 kg / mg × 10 3L / m 3 = 419.9kg / d
(실시예 5)(Example 5)
본 발명에 따른 미생물제재의 현장 플랜트 실험결과Field plant test results of microbial preparations according to the present invention
가. pH, 온도 및 알칼리도 변화end. pH, temperature and alkalinity changes
현장 플랜트 운전기간동안 미생물제재를 투입하지 않은 경우와 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우의 pH, 온도 및 알칼리도 실험결과를 [표 12]에 나타내었다. 미생물제재를 투입하지 않은 경우와 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우의pH는 각각 7.18과 7.23의 범위로 나타나 pH에 의한 악영향은 없는 것으로 나타났다.Table 12 shows the pH, temperature and alkalinity test results when the microbial agent was not added during the field plant operation and when the microbial agent of Example 1 was added. The pH of the case of not adding the microbial agent and of the microbial agent of Example 1 was in the range of 7.18 and 7.23, respectively, indicating that there was no adverse effect of pH.
나. VS/TS의 변화I. Changes in VS / TS
현장 플랜트 운전기간 동안 미생물제재를 투입하지 않은 경우와 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우 VS/TS(%) 변화의 평균값을 [표 12]에 나타내었다. 미생물제재를 투입하지 않은 경우 VS/TS는 60.5∼64.0%(평균 62.5%)의 범위를 나타내었으며, 소화조 내에 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우 VS/TS는 51.6∼55.4%(평균 52.9%)의 범위를 나타내어 투입하지 않은 경우보다 유기물제거율이 약 9.6% 정도 상승한 것을 알 수 있다.The average value of VS / TS (%) change when the microbial agent was not added and the microbial agent of Example 1 was added during the field plant operation period is shown in [Table 12]. When no microbial agent was added, the VS / TS ranged from 60.5 to 66.0% (average 62.5%), and when the microbial agent of Example 1 was added to the digester, VS / TS was 51.6 to 55.4% (average 52.9%). ), The removal rate of organic matter was increased by about 9.6% compared to the case of no input.
다. 탈수케이크 실험 및 소화가스 발생량All. Dehydration Cake Test and Digestion Gas Generation
현장 플랜트 운전기간 동안 미생물제재를 투입하지 않은 경우와 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우 탈수케이크 함수율 및 소화가스발생량 측정결과와 가스발생량을 [표 12]에 각각 나타내었다. 케이크 함수율은 미생물제재 미투입시와 실시예 1의 미생물제재를 투입시 각각 80.2%, 77.7%로 나타나 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우가 함수율이 더 낮게 나타났다. 또한, 응집제투입비, 소화가스발생량 면에 있어서도 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우 그 효과가 미투입시보다 높게 나타났다. 이러한 결과들은 실시예 1의 미생물제재를 혐기성소화조에 투입함으로써 유기물제거를 통한 케이크 함수율 감소, 응집제 투입비 감소, 소화가스발생량 증가 등의 결과를 얻을 수 있었다.When the microbial agent was not added during the field plant operation and the microbial agent of Example 1 was added, the dehydration cake moisture content, the digestion gas generation amount, and the gas generation amount are shown in [Table 12], respectively. The cake moisture content was 80.2% and 77.7% when the microorganisms were not added and the microorganisms of Example 1 were added, respectively, and the water content was lower when the microorganisms of Example 1 were added. In addition, when the microbial agent of Example 1 was added also in terms of the flocculant input ratio and the amount of digestion gas generated, the effect was higher than that at the time of no input. These results were obtained by reducing the microbial material of Example 1 in the anaerobic digestion tank to reduce the cake moisture content, the coagulant input cost, the amount of digestion gas generated through the removal of organic matter.
라. 소화효율la. Extinguishing efficiency
현장 플랜트 운전기간동안 미생물제재를 투입하지 않은 경우와 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우의 소화효율 변화의 평균값을 [표 12]에 나타내었다. 미생물제재를 투입하지 않은 경우 소화효율은 22.6∼35.0%(평균 29.4%)의 범위를 나타낸 반면에, 소화조 내에 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우 소화효율은 54.5∼63.2%(평균 59.5%)의 범위를 나타내었다. 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우가 미투입시보다 약 30%정도 높은 소화효율을 보였다.Table 12 shows the average value of the change in digestion efficiency when the microbial agent was not added during the field plant operation and when the microbial agent in Example 1 was added. Digestion efficiency was 22.6 to 35.0% (average 29.4%) when no microbial agent was added, while digestion efficiency was 54.5 to 63.2% (average 59.5%) when the microbial agent of Example 1 was added to the digester. The range of is shown. When the microbial agent of Example 1 was added, the digestion efficiency was about 30% higher than that of the non-injection.
마. 월류수의 CODMn및 SS의 농도변화hemp. Changes in COD Mn and SS Concentrations in Overflow Water
현장 플랜트 운전기간동안 미생물제재를 투입하지 않은 경우와 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우 소화조 상등수 실험결과와 월류수의 CODMn농도를 [표 12]에 각각 나타내었다. 미생물제재를 투입하지 않은 경우 CODMn과 SS 농도는 각각 4,793mg/L와 16,594mg/L로 나타난 반면에, 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우 CODMn과 SS 농도는 각각 4,016mg/L와 14,813mg/L로 나타나 미생물제재를 투입하지 않은 경우보다 상등수의 유출수질 개선이 더 큰 것을 알 수 있었다.Table 12 shows the results of the digester supernatant and the COD Mn concentration of the overflowed water when the microbial agent was not added during the field plant operation and when the microbial agent was added in Example 1, respectively. COD Mn and SS concentrations were 4,793 mg / L and 16,594 mg / L, respectively, when the microbial agent was not added, whereas the COD Mn and SS concentrations were 4,016 mg / L and 4, respectively. At 14,813 mg / L, the improvement of the effluent quality of the supernatant was greater than that of no microbial agent.
[표 12]TABLE 12
바. 현장 플랜트 실험 총괄비교bar. Overall Comparison of Field Plant Experiments
현장 플랜트 운전기간동안 미생물제재를 미투입한 경우와 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우의 실험결과를 종합적으로 [표 13]에 나타내었다.Table 13 summarizes the experimental results when the microbial preparation was not added and the microbial preparation of Example 1 was added during the field plant operation.
[표 13]TABLE 13
상기 [표 13]에서 보는바와 같이 미생물제재를 미투입한 경우보다 실시예 1의 미생물제재를 투입한 경우가 소화슬러지와 탈수케이크의 발생량이 현저히 줄어들었고, 이에 따라 응집제의 투입량과 상등수 COD부하량도 감소하였으며, 또한 가스발생량은 2배이상 증가하였으며, 상등수량도 증가함을 나타내어 소화효율이 우수함을 알 수 있다.As shown in [Table 13], the amount of digested sludge and dehydrated cake was significantly reduced in the case in which the microbial agent of Example 1 was added compared to the case in which the microbial agent was not added. In addition, the amount of gas generated increased more than twice, and the amount of supernatant also increased, indicating that the extinguishing efficiency was excellent.
1) 항목별 산출근거1) Calculation basis for each item
가) 현장 플랜트(미생물제재 미투입시)A) On-site plant (if microorganisms are not added)
▷ 소화슬러지 TS : 2.03%, VS/TS : 62.6%▷ Digestion sludge TS: 2.03%, VS / TS: 62.6%
* 1) 소화조 유입슬러지량 : 1,644㎥/d* 1) Sludge inflow of digester: 1,644㎥ / d
2) 소화슬러지 발생량 : 1,398㎥/d2) Extinguishing Sludge Generation: 1,398㎥ / d
3) 탈수케이크 발생량 : 143.3㎥/d×1.08ton/㎥ = 154.8ton/d3) Dehydration cake generation amount: 143.3㎥ / d × 1.08ton / ㎥ = 154.8ton / d
- 케이크발생량 : (1,398㎥/d×2.03)/(100-80.2) = 143.3㎥/d-Cake Generation: (1,398㎥ / d × 2.03) / (100-80.2) = 143.3㎥ / d
- 케이크비중 : 1.08ton/㎥-Cake weight: 1.08ton / ㎥
4)고분자응집제 투입량 : 247㎏/d4) Input of polymer coagulant: 247㎏ / d
5)소화가스 발생량 : 13,490㎏/d×0.65㎥/제거VS㎏ = 8,769㎥/d5) Extinguishing gas amount: 13,490㎏ / d × 0.65㎥ / removed VS㎏ = 8,769㎥ / d
- 제거VS량 : 1,644㎥/d×0.0397×0.703×0.294×1,000㎏/㎥ = 13,490㎏/d-Removal VS: 1,644㎥ / d × 0.0397 × 0.703 × 0.294 × 1,000㎏ / ㎥ = 13,490㎏ / d
- 이론적인 가스발생량 : 0.65㎥/제거VS㎏-Theoretical amount of gas generated: 0.65㎥ / VSkg
6)소화조 상등수량 : 1,644㎥/d - 1,398㎥/d = 246㎥/d6) Digestion tank top volume: 1,644㎥ / d-1,398㎥ / d = 246㎥ / d
7)소화조 상등수 COD부하량7) Digestion tank top water COD load
: 246㎥/d×4,793㎎/L×10-6㎏/㎎×103L/㎥ = 1,179㎏/d: 246㎥ / d × 4,793㎎ / L × 10 -6 ㎏ / ㎎ × 10 3L / ㎥ = 1,179㎏ / d
나) 현장 플랜트(실시예 1 투입시)B) On-site plant (Example 1 input)
▷ 소화슬러지 TS : 2.17%, VS/TS : 52.6%▷ Digestion sludge TS: 2.17%, VS / TS: 52.6%
* 1) 소화조 유입슬러지량 : 1,644㎥/d* 1) Sludge inflow of digester: 1,644㎥ / d
2) 소화슬러지 발생량 : 1,378㎥/d2) Extinguishing Sludge Generation: 1,378㎥ / d
3) 탈수케이크 발생량 : 134.1㎥/d×1.08ton/㎥ = 144.8ton/d3) Dehydration cake generation amount: 134.1㎥ / d × 1.08ton / ㎥ = 144.8ton / d
- 케이크발생량 : (1,378㎥/d×2.17)/(100-77.7) = 134.1㎥/d-Cake Generation: (1,378㎥ / d × 2.17) / (100-77.7) = 134.1㎥ / d
- 케이크비중 : 1.08ton/㎥-Cake weight: 1.08ton / ㎥
4) 고분자응집제 투입량 : 219㎏/d4) Polymer coagulant dose: 219㎏ / d
5) 소화가스 발생량 : 24,832㎏/d×0.65㎥/제거VS㎏ = 16,141㎥/d5) Extinguishing gas amount: 24,832㎏ / d × 0.65㎥ / removed VS㎏ = 16,141㎥ / d
- 제거VS량 : 1,644㎥/d×0.0375×0.718×0.561×1,000㎏/㎥ = 24,832㎏/d-Removal amount of VS: 1,644㎥ / d × 0.0375 × 0.718 × 0.561 × 1,000㎏ / ㎥ = 24,832㎏ / d
- 이론적인 가스발생량 : 0.65㎥/제거VS㎏-Theoretical amount of gas generated: 0.65㎥ / VSkg
6) 소화조 상등수량 : 1,644㎥/d - 1,378㎥/d = 267㎥/d6) Digestion tank top water: 1,644㎥ / d-1,378㎥ / d = 267㎥ / d
7) 소화조 상등수 COD부하량 : 267㎥/d×4,016㎎/L×10-6㎏/㎎×103L/㎥ = 1,072㎏/d7) COD load of digester supernatant water: 267㎥ / d × 4,016mg / L × 10 -6 ㎏ / ㎎ × 10 3L / ㎥ = 1,072㎏ / d
따라서 본 발명에 따른 오·폐수처용 미생물제제는 소화효율이 우수하고, 하수에 대한 유기물의 제거능력과 가스발생량 등을 비교 실험한 결과 미생물제재를 투입하지 않은 경우보다 현저히 우수함을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that the microbial agent for wastewater wastewater according to the present invention has excellent digestion efficiency and is significantly superior to the case where the microbial agent is not added as a result of comparing the removal ability of organic matter to the sewage and the amount of gas generation.
본 발명의 오·폐수처리용 미생물제재는 기존 소화조 용량부족에 따른 효율감소에 대응하기 위해 천연 미생물제재를 사용하여 혐기성 소화조의 소화효율을 증대시키는 효과가 있다.The microbial agent for wastewater treatment according to the present invention has the effect of increasing the extinguishing efficiency of an anaerobic digester by using a natural microbial agent to cope with the decrease in efficiency due to insufficient capacity of the existing digester.
또한 본 발명의 미생물제재를 투입함에 따라 소화조내 사각지대(dead volume)의 제거 효과와 2단소화조의 침전성이 향상되고, 소화조 상등수의 COD 및 SS의 농도 감소에 따른 수질개선 효과가 있으며, 보다 높은 유기물 제거율을 보여 유기물 감소로 인해 탈수성 증가 및 고분자응집제 사용량 절감효과와 슬러지 육상 및 해상 처리비용의 절감효과가 있다.In addition, by introducing the microbial material of the present invention, the effect of removing dead volume in the digester and sedimentation of the two-stage digester is improved, and water quality is improved by reducing the concentration of COD and SS in the digester supernatant. Due to the high removal rate of organics, the reduction of organics has the effect of increasing dehydration, reducing the use of polymer coagulant, and reducing the cost of sludge onshore and offshore treatment.
특히 본 발명의 미생물제재는 오·폐수의 최종 슬러지 발생량을 감소시키고, 가스발생량을 증가시켜 에너지 자원으로 활용할 수 있는 것에 장점이 있다.In particular, the microbial agent of the present invention has an advantage in that it can reduce the final sludge generation of the waste water, increase the gas generation amount can be utilized as an energy resource.
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