KR100500374B1 - The method and wastewater disposal plant of high concentration using a vacuum pump - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐수 등에 물리력과 화학력을 이용하여 정화처리를 함에 있어서, 반응조 내에 진공상태를 효과적으로 운용한 강한 운동에너지를 이용하여 난분해성의 암모니아성 질소, 질산성 질소 등의 각종 휘발성 오염물질의 분해반응을 일으켜 폐수 등을 정화시키도록 하는 것이다.In the present invention, in the treatment of wastewater using physical force and chemical force, the decomposition of various volatile contaminants such as ammonia nitrogen and nitrate nitrogen which are difficult to decompose using strong kinetic energy effectively operating in a vacuum state in a reaction tank. It causes a reaction to purify the waste water.
본 발명에 의한 반응조는 거름체를 통해 고액분리된 폐수가 유입되도록 밸브를 형성한 원수유입관; 반응조 상부면 소정의 위치에 형성하여 반응조 내부의 공기 및 가수분해반응으로 인해 발생하는 가스를 대기 중에 방출하는 배기구를 형성한 진공펌프; 반응조 내의 폐수를 순환관을 통해 순환시킨 후, 상기 반응조 내로 재유입될 수 있도록 하는 순환펌프; 반응조 내의 폐수에 공기를 주입할 수 있도록 공기배출구 및 밸브를 형성한 공기주입관; 반응조 내부의 폐수에 적정량의 산화제, 염기제, 응집제가 투입되도록 밸브를 형성한 약품투입수단; 기설정된 시간마다 해당 장치의 밸브를 개폐할 수 있도록 제어하는 컨트롤장치; 가수분해반응 및 고액분리된 정화수를 배출되도록 밸브를 형성한 원수배출관;으로 이루어지는 진공펌프를 이용한 고농도 폐수처리장치 및 이를 이용한 폐수처리방법에 관한 것이다.Reaction tank according to the present invention is a raw water inlet pipe formed of a valve so that the solid-liquid separated wastewater flows through the filter medium; A vacuum pump formed at a predetermined position on the upper surface of the reactor to form an exhaust port for discharging air generated in the reactor and gas generated by the hydrolysis reaction into the atmosphere; A circulating pump for circulating the wastewater in the reactor through the circulation pipe and allowing it to be re-introduced into the reactor; An air inlet pipe having an air outlet and a valve for injecting air into the wastewater in the reactor; Chemical input means for forming a valve so that an appropriate amount of oxidizing agent, base agent, and flocculant is introduced into the wastewater inside the reaction tank; A control device for controlling the opening and closing of the valve of the device at a predetermined time; It relates to a high concentration wastewater treatment apparatus using a vacuum pump and a wastewater treatment method using the same; a raw water discharge pipe formed with a valve to discharge the hydrolysis reaction and the solid-liquid separated purified water.
Description
본 발명은 진공펌프를 이용한 고농도 폐수처리장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 생활하수, 축산폐수, 유기성 공업폐수 등의 각종 고농도 난분해성 오·폐수(이하 '폐수 등'이라 한다)를 물리력과 화학력을 이용하여 정화시키는데, 고·저속의 교반 및 폭기 등의 강한 운동에너지와 각 정화 단계별로 투입되는 산화제, 염기제, 응집제에 의해 반응되는 화학에너지를 통해 폐수 등에 콜로이드화 상태로 존재하는 각종 오염물질에 가수 분해반응을 통한 강제적인 조직 재편성을 일으켜 고액분리나 탈기가 일어나기 용이한 상태로 변화시키되, 반응조에서 진공상태를 효과적으로 운용한 강한 운동에너지를 이용하여 폐수 등에 존재하는 암모니아성 질소, 질산성 질소 등 각종 휘발성 오염물질에 대한 탈기가 급속하게 진행될 수 있도록 하는 진공펌프를 이용한 고농도 폐수처리장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a high concentration wastewater treatment apparatus and method using a vacuum pump, and more specifically, various high concentration hardly degradable wastewater (hereinafter referred to as 'wastewater', etc.) such as domestic sewage, livestock wastewater, and organic industrial wastewater. It is purified by using chemical and chemical power, and it exists in colloidal state in waste water through strong kinetic energy such as high / low speed stirring and aeration and chemical energy reacted by oxidizing agent, base agent and flocculant. It causes forced tissue reorganization through hydrolysis reaction to various contaminants to change to a state where solid-liquid separation or degassing is easily occurred, but ammonia nitrogen, etc. Vacuum that allows rapid degassing of various volatile contaminants such as nitrate nitrogen Using the profile relates to a high-concentration waste water treatment apparatus and method.
인류의 고도문명을 실현하려는 욕구는 시대를 거듭하면서 많은 시행착오와 발전을 거쳐 현재에까지 이르게 되어 과거에 비해 각 분야에서 급속도로 발전하여 시간과 공간의 제약을 극복할 수 있게 되고, 생활수준도 많이 윤택해져 지금과 같은 고도문명을 이루어내어 인류의 발전에 많은 공헌을 한 장점은 있지만, 환경과의 조화를 외면한 채 극대화된 이익을 위해 무분별하게 자연을 개발한 결과, 지금은 심각하게 자연환경이 오염되고 있어 인류의 생존을 위협하고 있는 실정이다.The desire to realize the high civilization of mankind has passed through the ages, through many trials and errors, and to the present, and it has developed rapidly in each field compared to the past, overcoming the limitations of time and space, and living standards The benefits of having contributed to the development of mankind by achieving the same high civilization as it is now, but the natural environment is now seriously polluted as a result of indiscriminate development of nature for maximum profits without neglecting harmony with the environment. It is becoming a threat to the survival of humanity.
이러한 환경오염은 어느 특정 지역이나 국가에 의해 해결해야 할 문제가 아니기 때문에 전 세계적으로 이에 대한 공동대응이 시급하여 뒤늦게나마 지금은 거의 모든 지역과 국가가 상호 연대하여 환경보존을 위한 노력을 하고 있는데, 특히 수질오염의 경우 동·식물의 생존에 있어 막대한 피해를 주어 생태계를 위협할 뿐만 아니라 인류의 건강을 위협하고 있다.Since such environmental pollution is not a problem to be solved by a specific region or country, it is urgent to cope with it globally. Lately, almost all regions and countries are working together to preserve the environment. In particular, water pollution causes enormous damage to the survival of animals and plants, threatening ecosystems and threatening human health.
상기와 같은 수질오염을 방지하기 위한 직접적인 방법으로는 각 산업체에서 배출되는 유해 폐수의 효과적인 처리 후 배출을 하도록 하고, 각 일반 가정에서 배출되는 오수 및 하수를 처리한 후 배출을 하여야 하는데, 건설부지의 선정 재정문제, 운영비 조달 및 전문인력의 부족 등의 이유로 인해 폐수 및 하수처리장이 제대로 구비되지 않은 채, 배출되어 하천 및 지하수를 오염시키고 있는데, 이러한 오수 및 폐수 등은 종류와 오염농도가 다양하고 심각하게 증가하는 추세이며, 최근에는 환경 호르몬 등과 같이 인체 유해물질의 함유로 인해 국민들의 건강을 심각하게 위협하고 있다.As a direct way to prevent water pollution as described above, it must be discharged after effective treatment of hazardous wastewater discharged from each industry, and discharged after treatment of sewage and sewage discharged from each general household. Wastewater and sewage treatment plants are discharged and polluted rivers and groundwater due to financial problems, procurement of operating costs, and lack of professional manpower. In recent years, the health of people is seriously threatened by the inclusion of harmful substances such as environmental hormones.
각 산업체나 일반 가정 등지에서 배출되는 폐수나 하수를 처리하는 방법으로 종래에는 활성오니공정과 접촉산화공정이 있는데, 상기 활성오니공정은 폐수에 혼합된 흙, 모래, 각종 찌꺼기 등과 같은 잔존물을 침사지에서 분리한 후, 하나의 반응기에서 잔존물을 분리한 폐수에 공기를 불어넣어 미생물을 성장시켜 유기물을 덩어리로 만들고, 유기물 덩어리를 가라앉혀 상부의 소정의 위치에 물을 방류할 수 있도록 하고, 상기 접촉산화공정은 접촉조에 접촉재를 충진시켜 여상을 형성하고, 포기조의 교반에 의해 충분히 용존산소를 공급하여 접촉재에 부착된 생물막과 폐수를 반복 접촉하여 정화하도록 한다.As a method of treating wastewater or sewage discharged from each industrial or general household, there is a conventional activated sludge process and a catalytic oxidation process. The activated sludge process includes residues such as soil, sand, and various residues mixed in the wastewater in the sedimentation basin. After the separation, air is blown into the wastewater from which the residues are separated in one reactor to grow microorganisms to agglomerate organic matter, to sink the organic matter mass so that water can be discharged to a predetermined position on the upper side, and the catalytic oxidation The process fills the contact tank with a contact material to form a filter bed, and supplies dissolved oxygen sufficiently by stirring the aeration tank so that the biofilm attached to the contact material and the waste water are repeatedly contacted and purified.
상기의 공정들은 2차 처리시설로서 주로 유기물만 제거하는 공정인데다 상기 활성오니공정은 전문적이면서도 집중적인 관리가 요구되며, 대규모 시설에서의 경제적인 운용이 가능하고, 유입수의 부하변동이 불안정하며, 슬러지가 다량 발생하는 등 유지관리비가 높아 경제적인 부담이 크다는 문제점이 있으며, 상기 접촉산화공정은 특성상 미생물이 호기 및 혐기간으로 자유롭게 이동이 어렵기 때문에 인의 제거율이 떨어진다는 문제점이 있다.The above processes are the secondary treatment facilities that mainly remove organic matters. The activated sludge process requires professional and intensive management, economical operation at large facilities, unstable load fluctuations, and sludge. There is a problem in that the economic burden is high due to the large maintenance costs, such as a large amount, the contact oxidation process has a problem that the removal rate of phosphorus is lowered because the microorganism is difficult to move freely during aerobic and anaerobic period.
상기와 같은 종래의 공정들로 인한 문제점을 해결하기 위해 다양한 방식의 폐수 처리공정이 연구 및 개발되어 지고 있는데, 폐수 등이 반응조를 통해 정화 처리되는 경우 폐수의 BOD(Biochemical Oxygen Demand), COD(Chemical Oxygen Demand), 총인 등의 오염물질에 대한 농도저하의 효과는 볼 수 있지만 암모니아성 질소, 질산성 질소 등의 총질소에 대한 농도저하의 효과는 미비하다는 문제점이 있다.In order to solve the problems caused by the conventional processes as described above, various types of wastewater treatment processes have been researched and developed. When the wastewater is purified through a reactor, the wastewater biochemical oxygen demand (BOD) and chemical chemicals (COD) Although the effect of lowering the concentration on pollutants such as oxygen demand and total phosphorus can be seen, the effect of lowering the concentration on total nitrogen such as ammonia nitrogen and nitrate nitrogen is insignificant.
본 발명은 상기의 종래 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 고농도 난분해성 오·폐수를 폭기 및 교반작용 등의 운동에너지와 산화제, 염기제, 응집제 등의 화학에너지를 이용하여 정화 처리시키되, 반응조에서 진공펌프를 작동해 진공상태의 강한 운동에너지를 이용하여 폐수 등에 존재하는 난분해성 오염물질의 탈기현상이 급속하게 진행될 수 있도록 함으로써, 진공상태에 의해 분자의 해리 및 이완된 오염물질에 물리력과 화학력을 가할 수 있어 약품량의 최소화는 물론 정화 처리시 소요되는 반응시간을 현저하게 단축시키도록 하는데 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, the high concentration hardly decomposable waste water is purified by using kinetic energy such as aeration and stirring and chemical energy such as oxidizing agent, base agent, flocculant, etc. By operating the vacuum pump, the degassing of hardly decomposable pollutants present in the waste water can be rapidly progressed by using the strong kinetic energy in the vacuum state. It can be added to minimize the amount of chemicals as well as to significantly shorten the reaction time required during the purification process.
상기의 목적을 달성하기 위하여 폐수를 집수하는 원수집수조; 응집작용을 통해 고액분리하는 거름체; 폭기 및 교반에 의한 물리적 처리와 산화제, 염기제 및 응집제에 의한 화학적 처리를 통한 가수분해반응과 탈기작용에 의해 정화 처리하는 반응조로 이루어지는 폐수처리장치에 있어서, 상기 반응조는 거름체를 통해 고액분리된 폐수가 유입되도록 밸브를 형성한 원수유입관; 반응조 상부면 소정의 위치에 형성하여 반응조 내부의 공기 및 가수분해반응으로 인해 발생하는 가스를 대기 중에 방출하는 배기구를 형성한 진공펌프; 반응조 내의 폐수를 순환관을 통해 순환시킨 후, 상기 반응조 내로 재유입될 수 있도록 하는 순환펌프; 반응조 내의 폐수에 공기를 주입할 수 있도록 공기배출구 및 밸브를 형성한 공기주입관; 반응조 내부의 폐수에 적정량의 산화제, 염기제, 응집제가 투입되도록 밸브를 형성한 약품투입수단; 기설정된 시간마다 해당 장치의 밸브를 개폐할 수 있도록 제어하는 컨트롤장치; 가수분해반응 및 고액분리된 정화수를 배출되도록 밸브를 형성한 원수배출관;으로 이루어지는 진공펌프를 이용한 고농도 폐수처리장치를 구현하고자 한 것이다.Raw water collecting tank for collecting wastewater to achieve the above object; Filter sieve separating solid-liquid through flocculation; In a waste water treatment apparatus comprising a physical treatment by aeration and agitation, and a hydrolysis reaction through a chemical treatment with an oxidizing agent, a base agent, and a flocculant and a purification treatment by degassing, the reaction tank is solid-liquid separated through a sieve. A raw water inlet pipe having a valve configured to allow waste water to flow in; A vacuum pump formed at a predetermined position on the upper surface of the reactor to form an exhaust port for discharging air generated in the reactor and gas generated by the hydrolysis reaction into the atmosphere; A circulating pump for circulating the wastewater in the reactor through the circulation pipe and allowing it to be re-introduced into the reactor; An air inlet pipe having an air outlet and a valve for injecting air into the wastewater in the reactor; Chemical input means for forming a valve so that an appropriate amount of oxidizing agent, base agent, and flocculant is introduced into the wastewater inside the reaction tank; A control device for controlling the opening and closing of the valve of the device at a predetermined time; It is intended to implement a high concentration wastewater treatment apparatus using a vacuum pump consisting of a raw water discharge pipe formed with a valve to discharge the hydrolysis reaction and the solid-liquid separated purified water.
폐수를 펌핑하여 원수유입관을 통해 반응조 내에 집수한 후, 진공펌프를 작동해 반응조 내부를 진공상태로 일정 시간동안 유지하는 제1단계; 상기 제1단계에 의한 일정 시간이 경과되면, 컨트롤장치의 제어를 받아 공기주입관의 밸브를 개방하여 공기배출구를 통해 반응조 내부의 폐수에 폭기작용을 발생시키는 제2단계; 컨트롤장치의 제어를 받아 약품투입수단을 통해 염기제를 총량의 2중량%를 투입하는 제3단계; 순환펌프를 작동해 반응조 내의 폐수를 순환관을 통해 순환시킨 후, 반응조 내로 재유입되도록 하여 폐수를 희석시키는 제4단계; 일정 시간이 경과되면, 컨트롤장치의 제어를 받아 공기주입관의 밸브를 폐쇄한 후, 진공펌프를 작동해 반응조 내부를 진공상태로 유지하는 제5단계; 상기 제1단계에서 제5단계의 과정을 일정 시간동안 반복하여 PH8∼9 정도로 농도가 저하되면, 약품투입수단을 통해 산화제를 총량의 0.5중량%를 투입하여 중화상태를 유지하면서 2∼3시간 동안 산화반응을 일으키는 제6단계; 약품투입수단을 통해 고분자 응집제를 총량의 1∼2중량%를 투입하여 화학흡착에 의한 응집작용을 통해 거름체를 이용한 고액분리되게 하는 제7단계;로 이루어지는 진공펌프를 이용한 고농도 폐수처리방법을 구현하고자 한 것이다.A first step of pumping the waste water into the reactor through a raw water inlet pipe, and then operating a vacuum pump to maintain the inside of the reactor in a vacuum state for a predetermined time; After a predetermined time elapses by the first step, under the control of the control device, a second step of opening the valve of the air inlet pipe to generate aeration in the wastewater inside the reaction tank through the air outlet; A third step of adding 2 wt% of the total amount of the base agent through the chemical input means under the control of the control device; Operating a circulation pump to circulate the wastewater in the reaction vessel through the circulation pipe, and then reintroducing the wastewater into the reactor to dilute the wastewater; After a predetermined time, the fifth step of closing the valve of the air injection pipe under the control of the control device, by operating a vacuum pump to maintain the inside of the reactor in a vacuum state; If the concentration is lowered to PH8-9 by repeating the process of the first step to the fifth step for a predetermined time, 0.5 wt% of the total amount of the oxidizing agent is added to the chemical injection means for 2 to 3 hours while maintaining the neutralization state. A sixth step of causing an oxidation reaction; Implementing a high-density wastewater treatment method using a vacuum pump consisting of a seventh step to put the polymer flocculant 1 ~ 2% by weight of the total amount through the chemical injection means to separate the solid-liquid separated using a filter sieve through the flocculation action by chemical adsorption It would be.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 적용되는 진공펌프를 이용한 고농도 폐수처리장치 및 이의 방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a high concentration wastewater treatment apparatus and a method thereof using a vacuum pump applied to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도1은 본 발명에 적용되는 폐수처리장치의 전체 구성도이고, 도2는 본 발명에 적용되는 1차 반응조의 개략 단면도이고, 도3은 본 발명에 적용되는 2차 반응조의 개략 단면도이고, 도4는 본 발명에 적용되는 폐수처리장치에 의해 축산폐수가 정화 처리되는 과정을 도시한 흐름도이고, 미도시부호 22는 원수유입관, 23은 임펠러, 24는 모터, 25는 공기유입관, 26은 분사노즐, 27은 약품공급수단, 28은 원수배출관이다.1 is an overall configuration diagram of an apparatus for treating wastewater applied to the present invention, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a primary reactor applied to the present invention, and FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a secondary reactor applied to the present invention. 4 is a flowchart illustrating a process of purifying livestock wastewater by the wastewater treatment apparatus according to the present invention, reference numeral 22 denotes a raw water inlet pipe, 23 an impeller, 24 a motor, 25 an air inlet pipe, and 26 The injection nozzle, 27 is a chemical supply means, 28 is a raw water discharge pipe.
도시된 바와 같이 본 발명은 폐수를 집수하는 원수 집수조(10)와 응집작용을 통해 고액분리하는 1·2·3·4·5차 거름체(11,12,21,40,41)와 폭기 및 교반에 의한 운동에너지인 물리적 처리와 산화제, 염기제 및 응집제에 의한 화학적 처리를 통한 가수분해반응을 일으키는 1차 반응조(20)와 진공펌프(32)를 이용해 강력한 진공상태에서 오염물질 분자의 해리 또는 이완된 상태에서 물리적 처리와 화학적 처리를 가해 각종 휘발성 오염물질의 탈기를 촉진시키도록 하는 2차 반응조(30)로 이루어진다.As shown in the present invention, the raw water collection tank 10 for collecting waste water and the 1, 2, 3, 4, 5th filter medium (11, 12, 21, 40, 41) and aeration are separated by solid-liquid separation through coagulation. Dissociation of contaminant molecules in a strong vacuum state using a primary reactor (20) and a vacuum pump (32), which cause the hydrolysis reaction through physical treatment, which is a kinetic energy by stirring, and chemical treatment by oxidizing agents, bases, and flocculants. It is composed of a secondary reactor 30 to apply physical and chemical treatment in a relaxed state to promote the degassing of various volatile contaminants.
상기 원수 집수조(10)는 폐수의 정화 처리를 위해 폐수를 한 곳으로 집수되게 한 것으로, 물리적·화학적 처리공정에 있어 물과 산화제 및 물과 염기제에 의한 화학흡착, 분해, 탈기, 응집석출이 중요한데, 특히 물입자의 구조상 안정화가 이루어져 있지 않아 물과 거품의 중간상태의 입자형태로 이루어진 경우에 산화제를 투입하게 되면, 폐수는 모두 거품으로 변하게 되어 화학적 효과가 저하되기 때문에 폐수의 물분자 성상의 안정성을 확보해야 하며, 이를 위해 상기 원수 집수조(10) 내에 임펠러(23)나 블로워(미도시됨) 등을 설치하여 공기를 주입 또는 접촉시켜 폐수와 산소의 접촉을 통한 물분자 성상의 안정성을 확보할 수 있도록 한다.The raw water collection tank 10 is to collect the wastewater in one place for the purification of the wastewater, chemical adsorption, decomposition, degassing, coagulation precipitation by water and oxidant and water and base in the physical and chemical treatment process Importantly, especially when the water particles are not stabilized due to the structural stability of the water particles, and the oxidant is added when the particles are in the intermediate state between the water and the foam, the waste water is changed to the foam and the chemical effect is reduced. Stability should be secured, and for this purpose, an impeller 23 or a blower (not shown) is installed in the raw water collection tank 10 to inject or contact air to ensure stability of water molecule properties through contact between wastewater and oxygen. Do it.
상기 1·2·3·4·5차 거름체(11,12,21,40,41)는 폐수 내에 존재하는 비교적 입자가 큰 각종 부유물질과 불순물을 걸러주며, 물리적 처리 및 화학적 처리를 통한 응집작용으로 고체화된 슬러지를 걸러주도록 하는 장치로서, 1·2차 거름체(11,12)는 경사형 스크린을 이용하여 원수 집수조(10)와 1차 반응조(20) 사이에 배치하되, 상기 1차 거름체(11)는 경사도 45°의 간극 0.5㎜짜리이며, 상기 2차 거름체(12)는 경사도 20∼25°의 간극 0.25㎜짜리를 사용하는 것이 바람직한데, 만일 상기 1차 거름체(11)를 간격 0.25㎜ 스크린을 이용할 경우 폐수 내의 입자가 큰 고체입자가 흘러내릴 때 액체로 분리되어야 할 수분이 그 입자에 묻어 같이 흘러내리게 되므로 효과적인 고액분리를 기대할 수 없기 때문이다. The 1, 2, 3, 4, and 5th order filtering bodies (11, 12, 21, 40, 41) to filter out various suspended solids and impurities with relatively large particles present in the waste water, and flocculation through physical treatment and chemical treatment As a device for filtering the solidified sludge by the action, the primary and secondary sieves (11, 12) is disposed between the raw water tank (10) and the primary reactor (20) using an inclined screen, the primary The filter body 11 has a gap of 0.5 mm with a slope of 45 °, and the secondary filter body 12 has a gap of 0.25 mm with a gap of 20 to 25 ° with a slope of 20 °, and if the primary filter body 11 This is because, when a 0.25 mm screen is used, when the large solid particles in the waste water flow down, the moisture to be separated into the liquid is buried in the particles, so the effective solid-liquid separation cannot be expected.
상기 3·4차 거름체(21,40)는 필터프레스를 이용하여 1차 반응조(20)와 2차 반응조(30) 사이 및 2차 반응조(30) 후면에 배치되어 응집작용을 통해 고체화된 슬러지를 걸러주어 유기질 비료로 사용할 수 있도록 하며, 상기 5차 거름체(41)는 필터프레스를 통해 고액분리된 폐수를 방류기준 수치 이하로 외부에 방류하되, 마이크로 필터 또는 울트라 필터를 사용하여 방류할 수 있도록 한다.The third and fourth filter bodies 21 and 40 are disposed between the primary reactor 20 and the secondary reactor 30 and the rear side of the secondary reactor 30 using a filter press and are solidified through coagulation. To filter the organic fertilizer to be used as the organic fertilizer, and the fifth press filter 41 discharges the solid-liquid separated wastewater to the outside below the discharge standard value through the filter press, but can be discharged using a micro filter or an ultra filter. Make sure
상기 1차 반응조(20)는 원수 집수조(10)로부터 유입되는 폐수 내에 산화제, 염기제 및 응집제를 투입하고, 임펠러(23) 및 공기 유입관(25)을 통한 교반 및 폭기작용과 같은 물리적 처리를 통해 난분해성 오염물질에 화학흡착을 통한 가수분해반응을 일으켜 콜로이드화 상태로 있는 상기 오염물질의 강제적인 조직 재편성을 일으키게 함으로써, 고액분리나 탈기가 용이하도록 해 주는 장치이다.The primary reactor 20 is a oxidizing agent, a base agent and a flocculant is introduced into the wastewater flowing from the raw water collection tank 10, and the physical treatment such as stirring and aeration through the impeller 23 and the air inlet pipe 25 It is a device that facilitates solid-liquid separation or degassing by causing a hydrolysis reaction through chemical adsorption to the hardly degradable contaminants to cause a forced tissue reorganization of the contaminant in the colloidal state.
상기 1차 반응조(20)가 이와 같은 기능을 담당할 수 있도록 하기 위한 구성을 보면, 도2에 도시된 바와 같이 원수 집수조(10)에서 이송된 폐수가 유입되는 원수 유입관(22)을 형성하고, 반응조(20) 내부에 모터(24)의 동력에 의해 저속 회전하는 임펠러(23)를 다수개 설치하고, 상기 반응조(20) 상부에 블로워(미도시됨)를 설치하여 공기 유입관(25)을 통해 외부의 공기를 반응조(20) 내부의 폐수에 공급하기 위해 반응조(20) 저면상에 분사노즐(26)을 형성하여 교반 및 폭기작용에 의해 산화제, 염기제 및 응집제 등이 폐수 내에 투입되는 경우 가수분해반응을 촉진할 수 있도록 하며, 상기 산화제, 염기제 및 응집제는 1차 반응조(20)에 약품투입수단(27)을 형성하여 정화처리 단계별로 투입될 수 있게 하며, 상기 1차 반응조를 통해 정화 처리된 폐수는 원수 배출관(28)을 통해 2차 반응조로 이송할 수 있도록 하는데, 이러한 1차 반응조의 구성은 공지된 기술로 본 발명에서는 더 이상의 언급은 생략하도록 한다.Looking at the configuration for the primary reaction tank 20 to perform such a function, as shown in Figure 2 to form a raw water inlet pipe 22 through which the waste water transferred from the raw water collection tank 10 is introduced and In addition, a plurality of impellers 23 which rotate at a low speed by the power of the motor 24 are installed in the reaction tank 20, and a blower (not shown) is installed on the reaction tank 20 to provide an air inlet pipe 25. The injection nozzle 26 is formed on the bottom surface of the reaction tank 20 to supply external air to the wastewater inside the reaction tank 20 through which oxidizing agents, bases and flocculants are introduced into the waste water by stirring and aeration. In this case, the hydrolysis reaction may be promoted, and the oxidizing agent, the base agent, and the flocculant may be introduced into the purification step by forming a chemical input means 27 in the primary reaction tank 20, and the primary reaction tank may be added. Waste water purified through the raw water discharge pipe (28) To to to be transferred to a second reactor, configuration of the first reaction tank is mentioned further in the present invention as a known technique it will be omitted.
상기 2차 반응조(30)는 1차 반응조(20)를 통해 제거가 잘 되지 않는 암모니아성 질소, 질산성 질소 등과 같은 휘발성 오염물질의 제거를 위해 진공펌프(32)를 작동해 진공상태의 강한 운동에너지를 이용하여 오염물질 분자의 해리 및 이완현상이 발생되게 하며, 이러한 상태에서 폭기작용 등의 물리적 처리와 산화제, 염기제 및 응집제 등의 화학적 처리를 가하여 고액분리와 탈기현상으로 인해 발생하는 가스형태의 기체는 대기 중으로 배기되게 하며, 정화된 원수는 원수 배출관(39)을 통해 방류할 수 있도록 한다.The secondary reactor 30 operates the vacuum pump 32 to remove volatile contaminants, such as ammonia nitrogen and nitrate nitrogen, which are not easily removed through the primary reactor 20, and thus a strong movement in a vacuum state. Dissociation and relaxation of pollutant molecules are generated by using energy. In this state, physical treatment such as aeration and chemical treatment such as oxidizing agent, base agent and flocculant are applied to form gas generated by solid-liquid separation and deaeration. The gas of to be exhausted into the atmosphere, and the purified water can be discharged through the raw water discharge pipe (39).
상기 2차 반응조(30)의 구성을 살펴보면, 도3에 도시된 바와 같이 2차 반응조(30)의 상부면에 진공펌프(32)를 형성하여 반응조(30) 내의 공기를 외부로 배출해서 진공상태를 유지할 수 있도록 하되, 상기 진공펌프(32)에는 배기구(32a)를 형성하여 가수분해반응으로 인해 발생하는 가스를 배출할 수 있도록 하며, 반응조(30) 외부 소정의 위치에 순환관(34a)이 연결되어 있는 순환펌프(34)를 형성하되, 반응조(30) 내의 폐수를 순환관(34a)을 통해 순환시킨 후, 상기 반응조(30) 내에 재유입될 수 있도록 한다.Looking at the configuration of the secondary reaction tank 30, as shown in Figure 3 to form a vacuum pump 32 on the upper surface of the secondary reaction tank 30 to discharge the air in the reaction tank 30 to the outside to vacuum It is possible to maintain, but the vacuum pump 32 to form an exhaust port (32a) to discharge the gas generated by the hydrolysis reaction, the circulation pipe 34a at a predetermined position outside the reaction tank 30 The circulation pump 34 is connected, but the wastewater in the reaction tank 30 is circulated through the circulation pipe 34a, and then re-introduced into the reaction tank 30.
상기 2차 반응조(30) 내부의 하부에는 공기주입관(33)을 형성하되, 상기 공기주입관(33)에는 공기가 폐수에 공급되어 폭기작용이 이루어질 수 있도록 공기배출구(33b)를 일정 간격으로 형성하며, 상기 공기주입관(33)에는 밸브(33a)를 형성하여 컨트롤장치(미도시됨)에 의해 개폐될 수 있도록 하며, 또한 상부면에 약품투입수단(35)을 형성하여 컨트롤장치에 의해 적정량의 산화제, 염기제 및 응집제가 반응조(30) 내부로 투입될 수 있도록 한다.An air injection pipe 33 is formed at a lower portion of the inside of the secondary reaction tank 30, and the air injection pipe 33 is provided at an interval at a predetermined interval so that air is supplied to the waste water so that aeration can be performed. The air injection pipe 33 forms a valve 33a to be opened and closed by a control device (not shown), and a chemical injection means 35 is formed on the upper surface by the control device. An appropriate amount of oxidizing agent, base agent and flocculant may be introduced into the reaction tank 30.
상기 2차 반응조(30)의 상부 소정의 위치에 원수유입관(31)을 형성하며, 하부 소정의 위치에 원수배출관(39)을 형성하되, 상기 원수유입관(31)과 원수배출관(39)에는 밸브(31a,39a)를 형성하여 컨트롤장치에 의해 개폐될 수 있도록 하며, 또한 외부 소정의 위치에 온도측정수단(36), 압력측정수단(37), ph측정수단(38)을 형성한다.The raw water inlet pipe 31 is formed at the upper predetermined position of the secondary reactor 30, and the raw water discharge pipe 39 is formed at the lower predetermined position, but the raw water inlet pipe 31 and the raw water discharge pipe 39 The valves 31a and 39a are formed to be opened and closed by the control device, and the temperature measuring means 36, the pressure measuring means 37, and the ph measuring means 38 are formed at predetermined positions outside.
이상과 같이 본 발명의 일실시례에 의해 구현되는 진공펌프를 이용한 고농도 폐수처리장치의 작용에 대하여 상세히 설명한다.The operation of the high concentration wastewater treatment apparatus using the vacuum pump implemented by the embodiment of the present invention as described above will be described in detail.
[실시예 1(축산폐수)]Example 1 (Livestock Wastewater)
도4에 도시된 바와 같이 정화 처리하기 원하는 각종 오염물질이 포함된 폐수를 원수 집수조(10)에 집수한 후(S100), 1·2차 거름체(11,12)를 통해 폐수 내에 함유되어 있는 부유물질과 불순물을 고액분리한 후(S105), 1차 반응조(20)로 보내도록 하고, 이 때 고액분리된 부유물질과 불순물은 비료를 만드는데 사용하는데, 1차 반응조(20)로 폐수를 보내기 전에 이처럼 고액분리를 하는 이유는 최초의 폐수에 화학약품을 투입하여 기대치의 PH상태를 유지하려면 많은 양의 약품을 투입해야 하므로 최초 폐수의 BOD, COD, 총인, 총질소 등의 각종 오염수치(PPM)을 줄여 반응조의 부담을 덜어줌은 물론 약품의 과다투입를 방지하고, 고액분리된 액체의 성상의 안정화를 꾀하는데 있다.After collecting the wastewater containing various contaminants desired to be purified as shown in FIG. 4 in the raw water collection tank 10 (S100), the wastewater contained in the wastewater through the primary and secondary filter bodies 11 and 12 is collected. After separating the suspended solids and impurities (S105), and sent to the primary reactor 20, at this time the suspended solids and impurities are used to make fertilizer, the waste water is sent to the primary reactor (20) The reason for the solid-liquid separation before is that a large amount of chemicals must be added to the first wastewater to maintain the pH of the expected value. Therefore, various pollution values such as BOD, COD, total phosphorus and total nitrogen of the first wastewater (PPM) ) To reduce the burden of the reaction tank, as well as to prevent over-injection of the drug, and to stabilize the properties of the liquid-liquid separated.
1차 반응조(20)로 이송된 폐수는 약품투입수단(27)을 통해 산화제를 투입하여 중성화한 후, 폐수 내의 각종 지방질과 단백질을 산화 및 응집시키도록 하는데, 특히 축산폐수의 경우 PH8∼9 정도의 약알칼리성을 띠게 되므로, 산화제를 총량의 1∼3중량% 정도를 투입하여 상기 폐수를 PH5.5∼6 정도로 중화시키고, 화학반응을 용이하게 하기 위해서 약2∼3시간 정도로 PH가 6이하로 떨어진 화학적 상태의 반응조에 운동에너지를 가하는데, 다수개의 임펠러(23)를 통한 저속 교반(50∼100RPM) 및 하부에 설치된 블로워의 공기 유입을 통한 폭기작용이 이루어지도록 함으로써, 단백질과 지방질 및 당질 등이 산화되고, 강제적인 응집이 일어나 고액분리가 용이하게 할 뿐만 아니라 상기 1·2차 거름체(11,12)에서 미쳐 고액분리되지 않은 콜로이드상 또는 액상의 오염물질들이 가수분해되어 2차 반응조(30)에서 발생할 탈기현상을 용이하도록 하는 것이다(S110).Wastewater transferred to the primary reactor 20 is neutralized by adding an oxidant through the chemical input means 27, and then oxidizes and aggregates various fats and proteins in the wastewater. Since it has a weak alkalinity, 1 to 3% by weight of the oxidizing agent is added to neutralize the wastewater to PH5.5 to 6, and the pH is lower than 6 to about 2 to 3 hours to facilitate the chemical reaction. Kinetic energy is applied to the reaction tank in the chemical state, which is slowed down through a plurality of impellers (50 to 100 RPM) and aeration is carried out through the air inflow of the blower installed in the lower part, so that proteins, fats and sugars, etc. This oxidized and forced coagulation not only facilitates solid-liquid separation, but also colloidal or liquid contaminants that are not solid-liquid separated from the primary and secondary strains 11 and 12. The hydrolysis is to facilitate the degassing phenomenon to occur in the secondary reaction tank (30) (S110).
상기 산화제로는 황산제1철염 또는 황산제2철염을 사용하는 것이 바람직한데, 이는 SO3의 산화작용은 물론 Fe2의 응집작용을 통해 고액분리가 용이하도록 할 뿐만 아니라 이 때 분리된 고체는 고체 비료화되는데 그 응집 내에는 지방 및 단백질, 미네랄 등이 풍부한 영양소를 가진 비료를 제조할 수 있다는 장점이 있으며, 또한 가격이 저렴하여 처리 비용면에서도 우수하며, 분리된 액체 역시 중화상태이기 때문에 미생물 제재나 질산, 인산, 가리 등 첨가물을 희석하여 우수한 4종 복합비료로 제조할 수 있게 된다.It is preferable to use ferrous sulfate or ferric sulfate as the oxidizing agent, which not only facilitates solid-liquid separation through oxidation of SO 3 but also coagulation of Fe 2 , and at this time, the separated solid is solid The fertilizer has the advantage of manufacturing fertilizers with rich nutrients such as fat, protein, and minerals in the flocculation. Also, it is cheap and excellent in terms of processing cost. By diluting the additives such as nitric acid, phosphoric acid, girly, etc., it is possible to produce excellent composite fertilizer.
상기와 같이 저속 교반과 폭기작용에 의해 산화제의 반응이 끝나게 되면, 약품투입수단(27)을 통해 염기제를 투입하게 되는데, 반응조(20) 내에 계속적으로 저속 교반과 폭기를 가해 폐수 내에 있는 콜로이드화 상태로 존재하고 있는 오염물질들을 강제로 조직 재편성되도록 하여 고액분리가 더욱 용이한 상태로 변환시키면서 PH6∼7 정도로 중성화되도록 하며, 이 때 사용되는 염기제의 양은 총량의 1∼1.5중량% 정도를 투입하여 반응시간이 2∼3시간 정도 유지되게 한다.When the reaction of the oxidant is completed by the low speed agitation and aeration as described above, the base agent is introduced through the chemical input means 27, and the colloidation in the waste water is continuously applied by the low speed agitation and aeration in the reactor 20. Contaminants present in the state are forced to reorganize and converted to a state where solid-liquid separation is easier, and neutralized to PH6-7, and the amount of base used is 1 to 1.5% by weight of the total amount. The reaction time is maintained for about 2-3 hours.
상기 염기제로는 가성소다, 즉 수산화나트륨을 사용하는데, 이것은 수산화기의 레디컬 상승효과나 cl성분의 살균 표백작용의 효과를 기대할 수 있을 뿐만 아니라 나트륨의 응집작용을 통해 고액분리가 용이하도록 한다.Caustic soda, that is, sodium hydroxide is used as the base agent, which can be expected to have a radical synergistic effect of the hydroxyl group or bactericidal bleaching effect of the cl component as well as to facilitate solid-liquid separation through the aggregation action of sodium.
상기 1차 반응조(20)에서 저속교반 및 폭기작용과 산화제 및 염기제의 반응으로 가수분해 및 화학흡착에 의한 응집이 이루어진 경우 약품투입수단(27)을 통해 고분자 응집제를 투입하여 그 입정을 더욱 크게 하여 3차 거름체(21)에 의한 고액분리가 용이하도록 하는데(S115), 이 때 투입되는 응집제의 양은 총량의 1∼2중량%을 투입되게 하며, 3차 거름체(21)에 의해 걸러진 고체는 역시 비료화공정시 사용할 수 있도록 하는데, 상기 3차 거름체(21)는 확실한 고액분리를 위해 필터 프레스를 사용하는 것이 바람직하다.When the primary reaction tank 20 is agglomerated by hydrolysis and chemical adsorption due to the slow stirring and aeration and the reaction of the oxidizing agent and the base agent, the polymer coagulant is introduced through the chemical input means 27 to make the grain larger. In order to facilitate the solid-liquid separation by the tertiary strainer (21) (S115), the amount of flocculant introduced is 1 to 2% by weight of the total amount, and the solid filtered by the tertiary strainer (21) Also can be used during the fertilization process, the tertiary strainer 21 is preferably to use a filter press for solid liquid separation.
상기와 같이 1차 반응조(20)에서 정화 처리된 폐수는 3차 거름체(21)를 거쳐 2차 반응조(30)로 이송되는데(S120), 상기 1차 반응조(20)를 통해서 BOD, COD, 총인 등의 오염물질에 대한 농도저하의 효과는 볼 수 있지만, 암모니아성 질소, 질산성 질소 등의 총질소에 대한 농도저하의 효과는 미비하기 때문에 상기 2차 반응조(30)에서는 염기제를 투입하여 PH11의 강한 알칼리성 상태에서 총질소의 농도저하의 효과를 상승시키도록 한다.Waste water purified in the primary reaction tank 20 as described above is transferred to the secondary reaction tank 30 via the tertiary strainer 21 (S120), through the primary reaction tank 20, BOD, COD, The effect of lowering the concentration on contaminants such as total phosphorus can be seen, but the effect of lowering the concentration on total nitrogen, such as ammonia nitrogen and nitrate nitrogen, is insignificant. Increase the effect of lowering the total nitrogen concentration in the strong alkaline state of PH11.
상기 1차 반응조(20)에서 1차적으로 정화 처리된 원수가 이송되면, 컨트롤장치에서 원수유입관(31)의 밸브(31a)를 개방하여 2차 반응조(30) 내로 집수되게 하되, 일정량의 원수가 집수되면 반응조(30) 상부에 설치되어 있는 진공펌프(32)를 작동해 반응조(30) 내부에 있는 공기를 제거하여 완전 진공상태로 30분 정도의 일정시간동안 유지시키도록 함으로써(S125), 1차 반응조(20)에서 분해되지 않은 암모니아성 질소, 질산성 질소 등 각종 휘발성 오염물질들이 강력한 진공상태 하에서 오염물질 분자의 해리 또는 이완현상을 나타내는데, 특히 각종 유기물질에 의해 생성된 질소성 오염물질들은 그 분자의 구조가 안정화되어 있지 않은 상태이므로 그 해리나 이완현상은 더욱 두드러지게 된다.When the raw water purified by the primary reaction tank 20 is transferred, the control device opens the valve 31a of the raw water inlet pipe 31 to be collected into the secondary reactor 30, but a predetermined amount of raw water is supplied. When the water is collected by operating the vacuum pump 32 installed on the reaction tank 30 to remove the air in the reaction vessel 30 to maintain for a predetermined time of about 30 minutes in a full vacuum state (S125), Various volatile contaminants such as ammonia nitrogen and nitrate nitrogen which are not decomposed in the first reaction tank 20 show dissociation or relaxation of contaminant molecules under a strong vacuum. In particular, nitrogen contaminants generated by various organic substances Since the structure of the molecule is not stabilized, the dissociation or relaxation phenomenon becomes more prominent.
상기와 같이 2차 반응조(30)에서 30분 정도의 일정 시간동안 강력한 진공상태에 의한 운동에너지에 의해 오염물질 분자의 해리나 이완현상이 이루어지게 되면(S130), 컨트롤장치에 의해 약품투입수단(35)을 통해 염기제가 투입하게 되는데(S135), 상기 염기제로는 1차 반응조(20)에서 투입되는 염기제와 동일한 약품을 사용하는데, 수산화나트륨 또는 차아염소산나트륨을 사용하는 것이 바람직하며, 2차 반응조(30)에 투입되는 양은 총량의 2% 정도를 투입하는데, 이는 수산화기의 활성화로 인해 질소성 오염물질의 농도저하, 염소성분(cl)의 탁월한 살균 및 세정작용이 이루어지며, 금속염의 원활한 이온교환을 통해 응집석출이 용이하도록 해준다.When the dissociation or relaxation of contaminant molecules is made by the kinetic energy of the strong vacuum state for a predetermined time of about 30 minutes in the secondary reactor 30 as described above (S130), the chemical injection means (control device) ( The base agent is added through 35) (S135), and as the base agent, the same drug as the base agent added in the primary reaction tank 20 is used. Preferably, sodium hydroxide or sodium hypochlorite is used. The amount of the reaction tank 30 is about 2% of the total amount, which reduces the concentration of nitrogenous pollutants due to the activation of the hydroxyl group, excellent sterilization and cleaning of the chlorine component (cl), and smooth ion of the metal salt. It facilitates coagulation precipitation through exchange.
또한, 상기 컨트롤장치의 제어를 받아 공기주입관(33)의 밸브(33a)가 개방되어 반응조(30) 내부로 공기가 주입되면, 상기 공기주입관(33)에 일정 간격으로 형성되어 있는 공기배출구(33b)를 통해 원수 내로 공기가 주입되어 강한 폭기작용이 일어나게 되고(S140), 동시에 순환펌프(34)가 작동되어 염기제에 의해 강한 알칼리성을 띠고 있고, 폭기작용에 의해 가수분해반응이 일어나고 있는 원수를 순환관(34a)을 통해 계속적으로 순환한 후, 반응조(30) 내로 재유입될 수 있도록 하여 탈기현상이 가속화될 수 있도록 하고(S145), 이 때 반응조(30)에서 발생하는 가스는 진공펌프(32)의 배기구(32a)를 통해 공기중으로 배출될 수 있도록 한다.In addition, when the air is injected into the reactor 30 by opening the valve 33a of the air injection pipe 33 under the control of the control device, the air discharge port formed at a predetermined interval in the air injection pipe 33. Air is injected into the raw water through the 33b to cause a strong aeration (S140), and at the same time the circulation pump 34 is operated to have a strong alkalinity by the base agent, and the hydrolysis reaction is caused by the aeration. After continuously circulating the raw water through the circulation pipe (34a), it can be re-introduced into the reaction tank 30 to accelerate the degassing (S145), at this time the gas generated in the reaction tank 30 is vacuum It can be discharged to the air through the exhaust port (32a) of the pump (32).
상기와 같이 2차 반응조(30) 내부의 진공상태로 인한 강한 운동에너지와 일정 시간 경과 후에 이루어지는 폭기작용과 순환펌프(34)에 의한 희석 및 가수분해반응과 염기제에 의한 화학적 처리를 통한 폐수 처리과정을 거치되, 30분 정도의 일정 시간이 경과하게 되면, 컨트롤장치의 제어를 받아 공기주입관(33)의 밸브(33a)를 폐쇄한 후, 진공펌프(32)를 작동하여 2차 반응조(30) 내부의 공기를 제거하여 진공상태를 유지하도록 함으로써, 상기와 같은 과정을 3∼5 시간 정도로 계속하여 반복적인 폐수 처리과정을 거치게 되면, PH11의 강한 알칼리성의 원수 내에 함유되어 있는 질소성 오염물질의 탈기 등의 오염물질의 정화가 이루어지면서 점차로 농도가 PH8∼9 정도의 상태로 떨어지게 된다.As described above, wastewater treatment through strong kinetic energy due to the vacuum state inside the secondary reactor 30 and aeration after a predetermined time and dilution and hydrolysis reaction by the circulation pump 34 and chemical treatment with a base agent After a predetermined time of about 30 minutes has passed through the process, the valve 33a of the air injection pipe 33 is closed under the control of the control device, and then the vacuum pump 32 is operated to operate the secondary reaction tank ( 30) By removing the air inside and maintaining a vacuum state, if the above process is repeatedly performed for about 3 to 5 hours, the nitrogenous contaminants contained in the strong alkaline raw water of PH11. As the decontamination of contaminants such as degassing is carried out, the concentration gradually drops to the state of PH8-9.
이 때, 컨트롤장치의 제어를 받아 진공펌프(32)는 작동을 중지하게 되고, 순환펌프(34)만 작동되는 상태에서 약품투입수단(35)을 통해 산화제를 투입하여 PH6∼7의 중화상태를 유지하면서 동시에 산화작용을 통한 가수분해반응으로 인해 잔여 오염물질을 완전히 분해할 수 있도록 하는데(S150), 상기 산화제로는 1차 반응조(20)에 투입한 산화제와 동일한 약품을 사용하며, 산화제의 양은 총량의 0.5중량% 정도를 투입하고, 그 반응시간은 2∼3 시간 정도를 유지하게 한다.At this time, under the control of the control device, the vacuum pump 32 stops the operation, and in the state in which only the circulation pump 34 is operated, the oxidant is introduced through the chemical injection means 35 to neutralize the PH 6-7. At the same time, it is possible to completely decompose the remaining contaminants due to the hydrolysis reaction through oxidation (S150). The oxidant uses the same chemicals as the oxidant introduced into the primary reactor 20, and the amount of the oxidant is About 0.5% by weight of the total amount is added, and the reaction time is maintained at about 2 to 3 hours.
마지막으로 약품투입수단(35)을 통해 고분자 응집제를 총량의 1∼2중량% 정도를 투입하여(S155) 4차 거름체(40)를 통해 고액분리한 다음 5차 거름체(41)를 통해 방류기준 수치이하로 방류하되(S160), 상기 5차 거름체(41)는 마이크로 필터 또는 울트라 필터를 선택적으로 사용할 수 있다.Finally, about 1-2% by weight of the total amount of the polymer flocculant is injected through the chemical input means 35 (S155), and the solid-liquid separation is carried out through the fourth manure body 40 and then discharged through the fifth manure body 41. While discharged below a reference value (S160), the fifth order filtering body 41 may selectively use a micro filter or an ultra filter.
이상과 같이 본 발명에 의해 축산폐수를 정화 처리하는 경우 1·2·3·4·5차 거름체(11,12,21,40,41)에 의해 고액분리되어진 고체는 비료제조에 사용되며, 이 때 석출되는 고체의 양은 통상적으로 총량의 10%가 되는데, 첨가물을 이용한 4종 복합비료 등 유기질 비료를 제조하면서 첨가물에 따라 비료의 생산량을 조절할 수 있게 되며, 액체 역시 미생물 제재 또는 4종 복합비료에 따른 첨가물을 희석하여 처리되는 총량에 한하여 고급액상비료를 제조할 수 있게 된다.As described above, in the case of purifying livestock wastewater according to the present invention, the solids separated from the solid by the 1, 2, 3, 4, and 5th filtering bodies (11, 12, 21, 40, 41) are used for manufacturing fertilizers. In this case, the amount of solid precipitated is usually 10% of the total amount, while manufacturing organic fertilizers such as four kinds of compound fertilizers using additives, it is possible to control the production of fertilizers according to the additives, liquid also microorganisms or four compound fertilizers By diluting the additives according to the total amount to be processed can be prepared high-quality liquid fertilizer.
상기 축산폐수를 본 발명에 의해 구현된 진공펌프를 이용한 고농도 폐수처리장치 및 이의 방법에 의해 처리된 결과를 살펴보면 표1과 같다.Looking at the results of the livestock wastewater treated with a high concentration wastewater treatment apparatus and a method using the vacuum pump implemented by the present invention are shown in Table 1.
상기 표1은 돈분이 함유된 축산폐수 10톤을 본 발명에 의한 진공펌프(32)를 이용한 폐수처리장치에 의해 정화 처리한 경우의 수질을 한국화학시험연구소를 통해 측정한 것으로, 진공펌프(32)를 이용한 폐수처리방법에 의한 경우 BOD,COD, 총인, 총질소 등의 오염물질 농도가 현저하게 저하되는 것을 알 수 있다.Table 1 shows the water quality measured when the 10 tons of livestock wastewater containing pig meal was purified by a wastewater treatment apparatus using a vacuum pump 32 according to the present invention. In the case of wastewater treatment using), the concentrations of pollutants such as BOD, COD, total phosphorus and total nitrogen are significantly reduced.
[실시례 2(산업폐수)]Example 2 (Industrial Wastewater)
고농도 난분해성의 산업폐수는 상기 실시례 1의 축산폐수의 처리공정과 유사하지만, 대부분의 산업폐수 중 쓰레기 매립장 침출수는 약산성이며, 유기성 공업폐수는 강산성이기 때문에 PH의 농도 조정, 즉 화학약품의 투입순서가 축산폐수의 경우와는 반대인 경우가 있다.The industrial wastewater of high concentration is hardly dissimilar to the treatment process of the livestock wastewater of Example 1, but most of the industrial wastewater landfill leachate is weakly acidic, and the organic industrial wastewater is strongly acidic, so that the pH is adjusted, that is, chemicals are injected. The order may be reversed for livestock wastewater.
PH2 이하의 강산성을 띠는 공업용 폐수를 정화 처리하는 경우 원수 집수조(10)에 집수된 상기 폐수는 1·2차 거름체에 의해 부유물질과 불순물을 제거한 후, 1차 반응조(20)로 이송하면, 약품투입수단(27)을 통해 염기제를 투입해 PH9∼10 정도로 상승시키도록 하여 상기 폐수 내의 오염물질의 분자구조에 대한 해리 및 이완작용을 일으키도록 하며, 이러한 가수분해반응을 촉진시키기 위해 모터(24)의 동력에 의해 작동하는 임펠러(23)의 저속 교반 및 블로워의 공기유입으로 인한 폭기작용을 가할 수 있도록 하며, 반응시간은 2∼3시간 정도를 유지한다.In the case of purifying industrial wastewater having a strong acidity of less than or equal to PH2, the wastewater collected in the raw water collection tank 10 is removed from the suspended matter and impurities by the primary and secondary filters, and then transferred to the primary reaction tank 20. In order to increase the pH to about 9-10 by introducing the base agent through the chemical input means 27, it causes dissociation and relaxation of the molecular structure of the contaminants in the wastewater, and the motor to promote the hydrolysis reaction. The aeration of the impeller 23 operated by the power of (24) and the air inflow of the blower can be applied, and the reaction time is maintained for 2 to 3 hours.
상기 폐수의 PH농도를 중성화시키기 위해 약품투입수단(27)을 통해 산화제를 총량의 1중량%를 투입하여 PH6∼7 정도로 유지하면서 계속적으로 저속 교반 및 폭기작용을 가해 가수분해반응을 촉진시키되, 반응시간을 2∼3시간 정도를 유지한 후, 약품투입수단(27)을 통해 고분자 응집제를 투입하여 고액분리 및 응집석출이 용이하도록 하는데, 3차 거름체(21)를 통해 고액분리되는 고체는 원자재의 재료 등으로 사용할 수 있도록 하며, 상기 3차 거름체(21)를 통해 고액분리된 액체는 2차 반응조(30)의 원수유입관(31)을 통해 반응조(30) 내에 집수된다.In order to neutralize the pH of the waste water, while adding 1% by weight of the total amount of the oxidizing agent through the chemical input means 27 to maintain a pH of about 6 to 7 while continuously applying low-speed stirring and aeration to promote the hydrolysis reaction, the reaction After maintaining the time for about 2 to 3 hours, the polymer coagulant is introduced through the chemical input means 27 to facilitate solid-liquid separation and coagulation precipitation, the solid is separated through the tertiary sieve 21, the solid material It can be used as a material, and the liquid separated through the tertiary strainer 21 is collected in the reaction tank 30 through the raw water inlet pipe 31 of the secondary reaction tank (30).
상기 2차 반응조(30)에 폐수가 일정량 집수되면, 반응조(30) 상부에 설치되어 있는 진공펌프(32)를 작동해 반응조(30) 내부에 있는 공기를 제거하여 완전 진공상태로 30분 정도의 일정 시간동안 유지시키도록 하여 오염물질의 분자구조에 해리나 이완현상이 나타날 수 있도록 하고, 30분 정도의 일정 시간이 경과되면, 컨트롤장치의 제어를 받아 폐수를 알칼리화하기 위해 약품투입수단(35)을 통해 염기제를 투입하는데, 이 때 PH11 정도를 유지하여 수산화기의 왕성한 활동으로 휘발성 오염물질의 탈기를 유도하기에 용이한 상태를 만들도록 한다.When a certain amount of waste water is collected in the secondary reactor 30, the vacuum pump 32 installed above the reactor 30 is operated to remove the air in the reactor 30 so that the air is completely vacuumed for about 30 minutes. It is maintained for a certain time so that the dissociation or relaxation phenomenon may appear in the molecular structure of the pollutant, and after a predetermined time of about 30 minutes, the chemical injection means 35 to alkalinize the wastewater under the control of the control device The base is added to the base, which maintains a pH of about 11 to make it easy to induce degassing of volatile contaminants with vigorous hydroxyl activity.
또한, 컨트롤장치의 제어를 받아 공기주입관(33)의 밸브(33a)가 개방되어 반응조 내부로 공기가 주입되도록 하여 폭기작용이 일어나도록 하며, 순환펌프(34)를 작동하여 원수를 계속적으로 순환한 후, 반응조(30) 내로 재유입될 수 있도록 하여 탈기현상이 가속화될 수 있도록 하며, 이 때 반응조 내에서 발생하는 가스는 진공펌프(32)의 배기구(32a)를 통해 공기 중으로 배출될 수 있도록 한다.In addition, under the control of the control device, the valve 33a of the air injection pipe 33 is opened to allow air to be injected into the reaction tank so that aeration occurs, and the circulation pump 34 is operated to continuously circulate raw water. Afterwards, the degassing phenomenon can be accelerated by allowing the gas to be re-introduced into the reactor 30, and the gas generated in the reactor can be discharged into the air through the exhaust port 32a of the vacuum pump 32. do.
상기 과정을 30분 정도의 일정 시간동안 유지한 후, 30분이 경과되면 다시 공기주입관(33)의 밸브(33a)를 폐쇄하고, 진공펌프(32)를 작동하여 반응조(30) 내부를 진공상태로 유지하되, 3∼5 시간 정도를 반복하여 PH농도가 8∼9 정도로 떨어지게 되면, 약품투입수단(35)을 통해 산화제를 투입하여 중화시키면서 잔여 오염물질에 산화작용을 일으키게 하여 정화 처리되도록 하며, 마지막으로 고분자 응집제를 투입하여 4·5차 거름체(40,41)를 통해 고액분리될 수 있도록 하여 각종 오염물질의 농도를 현저히 저하시킨 후, 원수배출관(39)을 통해 방류할 수 있도록 한다.After maintaining the process for a predetermined time of about 30 minutes, after 30 minutes, the valve 33a of the air injection pipe 33 is again closed, and the vacuum pump 32 is operated to vacuum the inside of the reaction tank 30. When the pH is dropped to about 8 to 9 by repeating about 3 to 5 hours, the oxidizing agent is introduced through the chemical input means 35 to neutralize the remaining pollutants while being neutralized. Finally, the polymer flocculant is added to allow solid-liquid separation through the 4th and 5th fertilizers (40, 41) to significantly reduce the concentration of various contaminants, and to be discharged through the raw water discharge pipe (39).
이상과 같이 본 발명은 축산폐수 및 산업폐수 등과 같은 고농도 난분해성 폐수 등에 물리적 처리 및 화학적 처리를 동시에 실시하여 정화 처리하되, 진공펌프(32)를 이용하여 반응조(30) 내부에 진공상태의 강한 운동에너지를 제공함으로써, 입자간 결합의 이완 및 해리현상을 촉진해 고액분리 및 탈기에 용이하도록 하여 고농도 난분해성 폐수 등을 정화 처리할 수 있도록 한 것이다.As described above, the present invention performs purification by simultaneously performing physical treatment and chemical treatment on high concentration hardly degradable wastewater such as livestock wastewater and industrial wastewater, and using a vacuum pump 32 to perform a strong movement in a vacuum state inside the reaction tank 30. By providing energy, it promotes the relaxation and dissociation of the bonds between particles to facilitate solid-liquid separation and degassing to purify highly concentrated hardly degradable wastewater.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시례 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited to the drawings.
본 발명은 축산폐수 및 산업폐수 등과 같은 고농도 난분해성 폐수 등에 교반 및 폭기작용 등의 운동에너지와 산화제, 염기제 및 응집제 등의 화학에너지를 제공하여 정화 처리함에 있어, 암모니아성 질소, 질산성 질소 등의 총질소에 대한 농도저하를 위해 반응조 내부에 진공방식을 이용한 강한 운동에너지를 일정시간 간격으로 지속적으로 제공하여 정화처리할 수 있도록 함으로써, 정화 처리하기 위한 반응시간을 현저하게 단축시킬 수 있고, 화학반응을 위한 약품의 소모량을 최소화할 수 있으며, 부대비용을 절감할 수 있어 경제적인 효과가 있다.The present invention provides a kinetic energy such as agitation and aeration and chemical energy such as an oxidizing agent, a basic agent and a flocculant to purify and treat a high concentration of hardly degradable wastewater such as livestock wastewater and industrial wastewater, such as ammonia nitrogen and nitrate nitrogen. In order to reduce the concentration of total nitrogen in the reactor, a strong kinetic energy using the vacuum method is continuously provided at regular time intervals for purification, thereby significantly shortening the reaction time for purification. It is possible to minimize the consumption of chemicals for the reaction, it is possible to reduce the associated costs, there is an economic effect.
또한, 각 거름체에서 고액분리되는 고체 및 액체는 고품질의 비료로 재활용할 수 있다는 효과가 있다.In addition, there is an effect that the solids and liquids that are solid-liquid separated from each filter medium can be recycled into high-quality fertilizers.
도1은 본 발명에 적용되는 폐수처리장치의 전체 구성도1 is an overall configuration of the wastewater treatment apparatus applied to the present invention
도2는 본 발명에 적용되는 1차 반응조의 개략 단면도Figure 2 is a schematic cross-sectional view of the primary reactor applied to the present invention
도3은 본 발명에 적용되는 2차 반응조의 개략 단면도Figure 3 is a schematic cross-sectional view of the secondary reactor applied to the present invention
도4는 본 발명에 적용되는 폐수처리장치에 의해 축산폐수가 정화 처리되는 과정을 도시한 흐름도4 is a flowchart illustrating a process of purifying livestock wastewater by the wastewater treatment apparatus applied to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호설명** Description of Signs of Main Parts of Drawings *
10. 원수 집수조 11. 1차 거름체10. Raw water collecting tank 11. Primary sieve
12. 2차 거름체 20. 1차 반응조12. Secondary strainer 20. Primary reactor
21. 3차 거름체 30. 2차 반응조21. Tertiary strainer 30. Secondary reactor
31. 원수유입관 31a. 밸브31. Raw water inlet pipe 31a. valve
32. 진공펌프 32a. 배기구32. Vacuum pump 32a. Air vent
33. 공기주입관 33a. 밸브33. Air injection pipe 33a. valve
33b. 공기배출구 34. 순환펌프33b. Air outlet 34. Circulation pump
34a. 순환관 35. 약품투입수단34a. Circulation pipe 35. Chemical injection means
35a. 밸브 36. 온도측정수단 35a. Valve 36. Temperature measuring means
37. 압력측정수단 38. PH측정수단37. Pressure measuring means 38. PH measuring means
39. 원수배출관 39a. 밸브39. Raw water discharge pipe 39a. valve
40. 4차 거름체 41. 5차 거름체40. Fourth filter sieve 41. Fourth filtering sieve
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