KR100759503B1 - 유기산 생성을 위한 오폐수 처리방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기물질의 함유량이 높은 하수 및 오수슬러지, 축산 폐수슬러지 혹은 양식장 등 집락배수시설로부터 발생되는 유기성 슬러지와 음식물쓰레기에 많이 존재하는 유기물을 발효를 통해 효율적으로 회수하고 동시에 회수된 유기산의 농도를 고농도로 농축하기 위한 목적으로 정밀여과(Microfiltration, MF) 분리막(membrane)과 역삼투(Reverse osmosis, RO) 방식의 2단 여과 및 농축공정을 이용한 오폐수 처리방법 및 그 장치에 관한 것이다. 본 발명은 전처리 공정으로 발효 및 고액분리(solid-liquid separation)를 위하여 막공경 0.5 ㎛의 정밀여과막을 적용하고 후처리 공정으로 전단의 정밀여과 공정의 여과액을 원수(Feed)로 하여 여과액의 고농축을 위한 역삼투 공정으로 구성되어 있다. 본 발명은 발효조에 유기성 슬러지를 공급하고, 슬러지의 통기성(facultative) 발효를 통하여 발효된 슬러지는 발효조 외부에 설치한 분리막을 이용하여 고액분리를 행한다. 고액분리의 목적은 후단의 유기산 농축공정인 역삼투 공정의 운전부하를 줄이고 역삼투 시스템의 안정적 운전을 위한 것이다. 일반적으로 역삼투 공정의 운전을 위한 선결 전처리 조건으로 고형물의 제거가 요구된다. 본 발명은 전처리 발효공정에서 공칭공경 0.5 ㎛ 이하의 막공경을 가지는 분리막을 적용하였고 이로 인하여 발효조 안의 대사과정에서 생성되는 산생성 미생물의 농도를 극대화할 수 있다. 본 발명은 전단의 정밀여과 공정에서 회수된 여과액을 후단의 역삼투 공정의 원수로 이용하고 이를 농축하여 고농도의 유기산을 농축하기 위한 공정으로 구성되었다. 이와 같은 본 발명은 오폐수의 유기성 슬러지 및 음식물 쓰레기로부터 활용가치가 높은 용해성 유기물을 회수하기 위한 적용기술로 활용될 수 있다.

정밀여과, 산발효, 역삼투

Description

유기산 생성을 위한 오폐수 처리방법 및 그 장치 {Treating Process of Wastewater for Producing Organic Acid and System thereof}

도 1은 본 발명에 따른 오폐수 처리장치에 대한 개략도이다.

도 2는 정밀여과 모듈의 적용 유무에 따른 발효조 내 미생물 농도 변화를 나타낸 그래프이다.

도 3은 정밀여과 모듈의 적용 유무에 따른 발효조 내 유기산 농도 변화를 나타낸 그래프이다.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

1 : 슬러지 저장조 2 : 온수조

3 : 발효조 4 : 정밀여과 모듈

5 : 여과액 저장조 6 : 잉여 슬러지 저장조

7 : 역삼투 모듈 8 : 농축 유기산 저장조

9 : 역삼투 여과수 10 : 세정제 저장조

본 발명은 유기산 생성을 위한 오폐수 처리방법 및 그 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 전단의 정밀여과 (Microfiltration, MF) 산 발효공정을 이용하여 유기물의 발효효율을 증대시킴과 동시에 발효고형물을 제거하고 후단의 역삼투 (Reverse osmosis, RO) 공정에 의하여 유기산을 고농축할 수 있는 오폐수 처리방법 및 그 장치에 관한 것이다.

오폐수 슬러지, 음식물 쓰레기와 같은 유기성 슬러지로부터 산발효를 통하여 생성되는 용해성 유기물 (유기산 혹은 저급지방산)은 오폐수에 대한 생물학적 질소제거과정의 외부탄소원으로 유용하게 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 고분자 물질의 기초재료로서도 그 이용범위가 확대되고 있는 실정이다.

상기 유기산은 또한 친환경성 제설제로서의 활용도 가능하다. 즉, 현재 사용하고 있는 제설제로는 소금(NaCl)과 염화칼슘(CaCl₂) 등이 있으며 주로 겨울철 한냉지에 적설시 고속도로 교통을 원활히 하기 위해 사용하고 있다. 제설제를 고속도로나 교량 등지에 살포하는 목적은 노상의 설빙을 융해시키고, 노상 수분의 재결빙을 방지하며, 압설을 노면으로부터 탈리시켜 제설작업이 용이하게 하는 데 있으며, 그 밖에도 모래 등과 같이 혼합 살포하여 미끄럼 마찰저항 계수를 향상시킨다.

그러나, 상기 제설제들이 포함하고 있는 염소 이온의 독성으로 말미암아 각종 시멘트 콘크리트 건축물과 도로, 교량, 자동차, 지하 전선 케이블, 상하수도관에 부식현상을 유발하는 등 심각한 피해를 입히고 있으며, 이러한 염들이 물에 녹아 강이나 호소로 흘러 들어감으로써 수중 생태계의 파괴, 음용수의 오염 및 도로 주변의 식물들에 피해를 입히는 등 여러 가지 환경문제를 야기시키고 있는 실정이 다.

그런데, 상기 오폐수 등의 산발효를 통해 생성되는 아세트산과 같은 유기산은 빙점강하에 의한 제빙효과가 소금과 유사하며, 부식성이 대단히 작고 물 속에 용해된 후 박테리아에 의해 생분해되어 환경오염의 위험이 거의 없는 등 많은 장점을 가지고 있다.

따라서, 오폐수 등의 유기성 슬러지로부터 산발효를 통해 유기산을 생성하면 저렴한 비용으로 오폐수 처리와 친환경성 제설제 생산이라는 두 가지 효과를 동시에 거둘 수 있다.

그러나, 오폐수 내의 유기성 슬러지를 이용한 유기산 발효는 발효액 내의 미생물을 고농도로 유지하기 어려워 발효효율이 낮으며, 생성된 유기산 또한 그 농도가 낮아 유기산 농축공정에 많은 비용이 소요되는 단점이 있어 이에 대한 해결이 강하게 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 오폐수 내의 유기성 슬러지를 발효조에 도입하여 유기산을 생성하는 산발효에 있어서, 정밀여과 공정을 도입하여 발효액 내의 유기산은 지속적으로 배출하되, 유기산 발효 미생물은 여과되지 못하고 다시 발효조로 반송됨으로써 발효조 내부의 미생물 농도를 고농도로 유지함과 아울러 정밀여과 공정으로부터 여과된 유기산 용액은 이후의 역삼투 공정에 의해 경제적으로 추가 농축이 이루어지는 오폐수 처리방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 방법을 구현하는 오폐수 처리장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

나아가, 본 발명은 상기 처리를 거친 유기산을 친환경성 제설제로 사용하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명의 유기산 생성 오폐수 처리방법은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다:

(가) 오폐수의 유기성 슬러지를 슬러지 저장조로부터 발효조로 도입하는 단계;

(나) 상기 발효조 내부의 미생물에 의해 상기 유기성 슬러지의 유기물을 유기산으로 발효하는 단계;

(다) 상기 발효조 내부의 발효액을 정밀여과하여 분리막을 통과하지 못한 미생물을 상기 발효조로 반송하는 단계; 및

(라) 상기 정밀여과의 분리막을 통과한 유기산 및 물의 혼합물을 역삼투시켜 삼투막을 통과하지 못한 유기산을 농축 저장하고, 삼투막을 통과한 처리수를 배출하는 단계.

또한, 본 발명의 유기산 생성 오폐수 처리방법은

(마) 상기 단계 (나)의 발효조 내부의 미생물 또는 유기성 슬러지의 농도 제어를 위해 잉여 슬러지를 발효조에서 잉여 슬러지 저장조로 이송 저장하는 단계

를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 단계 (다) 이후 단계 (라) 이전에,

(바) 상기 정밀여과의 분리막을 통과한 유기산 및 물의 혼합물을 여과액 저장조에 저장하는 단계

를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 유기산 생성 오폐수 처리방법은

(사) 상기 정밀여과의 분리막의 세정을 위해 공기, 오존, 세정액 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 세정제를 상기 발효액 여과 방향의 역방향으로 공급하여 주기적으로 역세정하는 단계

를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.

한편 본 발명의 유기산 생성 오폐수 처리장치는 하기를 포함하는 것을 특징으로 한다:

(A) 유기성 슬러지를 포함하는 오폐수를 저장하는 슬러지 저장조;

(B) 상기 슬러지 저장조로부터 유기성 슬러지를 이송받아 유기산 발효를 수행하는 발효조;

(C) 상기 발효조 내부의 발효액을 이송받아 정밀여과한 후 분리막을 통과하지 못한 미생물을 상기 발효조로 반송하는 정밀여과 모듈; 및

(D) 상기 정밀여과의 분리막을 통과한 유기산 및 물의 혼합물을 역삼투시켜 삼투막을 통과하지 못한 유기산을 농축 저장하고, 삼투막을 통과한 처리수를 배출하는 역삼투 모듈.

또한, 본 발명의 유기산 생성 오폐수 처리장치는

(E) 상기 (B)의 발효조 내부의 미생물 또는 유기성 슬러지의 농도 제어를 위해 발효조에서 잉여 슬러지를 이송 저장하는 잉여 슬러지 저장조

를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 유기산 생성 오폐수 처리장치는

(F) 상기 정밀여과 모듈의 분리막을 통과한 유기산 및 물의 혼합물을 저장하는 여과액 저장조

를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 유기산 생성 오폐수 처리장치는

(G) 상기 정밀여과의 분리막의 세정을 위해 공기, 오존, 세정액 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 세정제를 상기 발효액 여과 방향의 역방향으로 공급하여 주기적으로 역세정하는 정밀여과 역세정 모듈

을 추가로 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 발효조는 교반기를 구비하고, 온도 제어되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 정밀여과의 분리막은 0.01 내지 0.5 ㎛의 공칭공경을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 상기 정밀여과의 분리막은 세라믹 재질인 것이 바람직하다.

또한, 상기 역삼투의 삼투막은 탈염율 95 내지 99.9 %인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서 상기 유기산은 친환경성 제설제로 사용되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 구현예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설 명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다. 또한, 하기의 설명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 많은 특정사항들이 도시되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

우선 본 발명의 명세서에서 사용되는 일부 용어에 대해 정의하면 다음과 같다.

본 명세서에서의 오폐수라 함은 유기물질의 함유량이 높은 하수, 오수, 축산폐수 외에도 양식장 등의 집락배수시설로부터 방출되는 배수, 그리고 음식물 쓰레기 등에서 발생하는 침출수 등, 하천이나 해양에 직접 방출시 BOD나 COD의 증가로 인한 수질오염을 일으키는 모든 배수를 포함하는 개념이다.

그리고, 유기성 슬러지라 함은 상기 오폐수의 구성성분으로서 BOD나 COD 증가의 직접적인 원인이 되는 유기물을 가리키는 것으로, 슬러지 내부의 유기물을 발효시켜 유기산을 생성하는 미생물 및 이 미생물의 영양원이 되는 유기물질들을 포함하고 있다.

본 발명의 오폐수 처리방법은 먼저 오폐수 내의 유기성 슬러지를 슬러지 저 장조(1)로부터 발효조(3)로 도입하는 단계로부터 시작된다. 상기 발효조(3)에서는 유기성 슬러지 내부에 존재하는 미생물에 의해 슬러지 내부의 단백질, 지방, 탄수화물 등의 영양원이 유기산으로 전환되는 통기성 (facultative) 산발효가 이루어진다. 그런데, 일반 발효공정과 달리 오폐수 내에는 상기 미생물의 생장 및 유기산 발효를 위한 발효조건의 최적화를 기하기 어려워 발효효율이 낮은 문제점이 있다. 따라서, 단위시간 당 많은 유기산의 생성을 위해서는 무엇보다 발효조(3) 내부의 미생물 농도를 고농도로 유지시키는 것이 필요하다.

본 발명은 발효조(3)와 정밀여과 모듈(4)을 조합함으로써 미생물 고농도 유지를 달성함을 특징으로 한다. 즉, 발효조(3) 내의 발효액 일부를 십자형 흐름 (cross flow) 방식의 정밀여과 모듈(4)로 이송하여 정밀여과를 수행하면 입경이 작은 유기산 및 물의 혼합물은 정밀여과의 분리막을 통과하지만 입경이 큰 미생물 등은 상기 분리막을 통과하지 못하고 다시 발효조(3)로 반송하게 된다. 이에 따라 발효조(3) 내부에는 미생물 농도가 고농도로 유지될 수 있어 유기산 생성속도의 증가를 가져온다. 나아가, 상기 정밀여과 모듈(4)의 존재로 인해 후단의 역삼투 공정의 운전부하를 줄이고, 역삼투 공정의 안정적 운전을 기할 수 있다.

상기 정밀여과 모듈(4)의 분리막을 통과한 유기산 및 물의 혼합물 중 유기산의 농축을 위해 상기 혼합물은 역삼투 모듈(7)로 이송된다. 역삼투 모듈(7)의 삼투막은 상기 정밀여과 모듈(4)의 분리막보다 막공경이 작아 물과 같은 작은 분자는 통과하나 유기산과 같은 큰 분자는 통과하지 못한다. 따라서, 역삼투 모듈(7)에 유기산과 물의 혼합물을 도입하고 압력을 가하면 물만 삼투막을 통과하여 결과적으 로 유기산의 농축이 이루어진다. 이렇게 농축된 유기산은 농축 유기산 저장조(8)에 보관되며, 삼투막을 통과한 여과수(9)는 방류되거나 별도의 후처리과정을 추가로 거칠 수 있다.

한편, 상기 발효조(3)는 물질전달 및 혼합 효율의 제고를 위해 교반기를 구비하는 것이 바람직하며, 산발효의 최적온도 유지를 위해 온수 재킷(jacket)이나 도 1에 도시된 바와 같은 별도의 온수조(2)로부터 공급되는 온수에 의해 온도제어되는 것이 바람직하다.

그리고, 발효조(3) 내부의 미생물 또는 영양원의 농도가 지나치게 높은 경우 역시 산발효 속도가 저하되므로 슬러지 중 일부를 발효조(3)로부터 제거하는 것이 필요한 바, 이러한 잉여 슬러지는 별도의 잉여 슬러지 저장조(6)로 이송 저장하는 것이 바람직하다. 이러한 잉여 슬러지 저장조(6)에 저장된 슬러지 역시 필요에 따라 다시 발효조(3)로 이송되어 발효에 사용될 수 있다.

한편, 정밀여과 모듈(4)의 분리막은 다양한 성분의 고형분이 혼합된 발효액을 처리함에 따라 분리막의 통공(pore)이 상기 고형분에 의해 폐색되거나 오염되어, 여과속도가 급격히 저하되는 경향을 보인다. 이러한 오염을 장시간 방치하면 오염물질이 상기 통공에 누적 압착되어 영구적으로 통공을 막아버려 여과효율의 회복을 불가능하게 만든다.

따라서, 본 발명의 정밀여과 모듈(4)은 정밀여과 역세정 모듈에 의해 주기적으로 분리막의 통공을 세정하는 것이 바람직한 바, 구체적으로 펌프 등과 함께 상기 정밀 여과 역세정 모듈을 구성하는 세정제 저장조(10)에 저장된 공기, 오존, 물 등의 세정액과 같은 세정제를 여과 방향의 반대 방향으로 가압 공급하여 상기 통공을 주기적으로 세정해 줄 필요가 있다.

본 발명의 정밀여과 모듈(4)의 분리막은 공칭공경 0.01 내지 0.5 ㎛가 바람직한데 0.01 ㎛ 미만에서는 여과속도가 지나치게 느리고 운전압력이 높아져 운전비용이 불필요하게 증가할 뿐만 아니라 분리막이 오염되기 쉬운 문제점이 있으며, 반대로 0.5 ㎛를 초과하는 경우 최종 유기산의 순도 저하를 초래하고, 역삼투 모듈(7)의 삼투막 오염 발생 확률이 높아진다.

그리고, 상기 정밀여과 모듈(4)의 분리막의 재질은 세라믹이 바람직한 바, 이러한 세라믹 재질은 내산화성 측면에서 우수한 성능을 보이는 장점이 있다. 나아가, 상기 분리막의 형태는 관 (tube) 모양인 것이 바람직하다.

마지막으로, 상기 역삼투 모듈(7)의 삼투막은 탈염률 95 내지 99.9 %의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 탈염률 95 % 미만의 삼투막은 저분자량의 유기산 중 일부가 여과수(9)에 포함될 수 있으며, 탈염률 99.9 %를 초과하는 삼투막은 막 투과속도가 너무 느리고 운전압력이 지나치게 상승하는 문제점이 있다.

나아가, 본 발명의 오폐수 처리방법을 거쳐 농축된 유기산은 필요한 추가 처리를 거쳐 앞서 설명한 바와 같이 친환경성 제설제로 사용될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

실시예

실시예 1

발효조 내부의 pH는 6.0, 발효온도는 35 ℃, 정밀여과 분리막의 막공경은 0.5 ㎛ (막여과율 80 %)의 운전조건으로 85 일간 연속운전하였다. 투입 슬러지의 농도 및 발효조 내부와 정밀여과 모듈을 거친 여액에서의 제 성분의 평균농도는 하기 표 1과 같다. 발효조 내부의 시간에 따른 미생물 (산 생성 박테리아) 및 유기산 농도는 도 2 및 도 3에 도시하였다.

비교예 1

실시예 1과 동일한 운전조건으로 발효하되, 정밀여과 모듈은 적용하지 않았다. 각 농도는 표 1, 도 2 및 도 3에 나타내었다.

	측정 항목	투입 슬러지	실시예 1		비교예 1
			인발 슬러지	막 여과액	인발 슬러지
고형성 물질	SS (mg/ℓ)	16,780	27,753	5	16,210
	VSS (mg/ℓ)	13,132	18,907	0	12,708
	COD (mg/ℓ)	12,165	15,257	-	9,132
	탄수화물(mg 포도당/ℓ)	8,879	6,012	-	7,780
	단백질(mg 알부민/ℓ)	2,320	4,332	-	2,486
용해성 물질	COD (mg/ℓ)	6,470	10,560	7,800	7,508
	탄수화물(mg 포도당/ℓ)	3,041	2,089	107	2,743
	단백질(mg 알부민/ℓ)	3,244	2,124	577	2,564
	유기산 (mg/ℓ)	58	1,810	1,780	808

(SS : Suspended Solids, 부유 고형분. VSS : Volatile Suspended Solids, 휘발성 부유 고형분.)

실시예 2

실시예 1의 정밀여과 모듈을 거친 유기산 농도 1,500 mg/ℓ의 여액을 탈염률 99 %의 삼투막을 가진 역삼투 모듈에 통과시켰다. 역삼투 모듈의 운전시간은 30 분, 여과압력은 1 MPa로 운전하였다. 농축 유기산 저장조의 평균 유기산 농도 및 농축효율은 표 2에 나타내었다.

비교예 2

실시예 1의 정밀여과 모듈을 거친 유기산 농도 1,500 mg/ℓ의 여액을 전기투석 모듈에 통과시켰다. 농축조와 탈염조의 농도비는 1:1, 운전시간은 30분, 초기전압 및 전류는 각각 10 V와 3 A로 하였으며, 최종 농축 유기산 저장조의 평균 유기산 농도 및 농축효율은 표 2에 나타내었다.

	실시예 2	비교예 2
농축조 평균 유기산 농도 (mg/ℓ), C e	4,220	2,530
농축효율 (%) [(C e -C i )×100/C i ] C i = 1,500 mg/ℓ	181.3	68.6

표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이 정밀여과 모듈의 적용 결과 85 일간 연속운전 동안 발효조 내 유기산의 농도는 808 mg/ℓ에서 1,810 mg/ℓ로 224 % 증가하였으며, 이는 30 일간의 연속운전의 실험결과를 나타내는 도 3에서도 동일한 경향을 확인할 수 있다. 나아가, 도 2에서는 정밀여과 모듈의 적용시 발효조 내 미생물 (산 생성 박테리아) 농도의 증가도 확인할 수 있다.

한편, 정밀여과 모듈을 거친 여액을 본 발명의 역삼투 모듈로 농축한 결과 181.3 %의 농축효율을 달성하여 비교실험한 전기투석 모듈의 68.6 %에 비해 270 % 가까운 효율 향상을 확인할 수 있었다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본원 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 범위는 위의 실시예에 국한해서 해석되어서는 안되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.

이상과 같이 본 발명은 유기성 슬러지의 발효 산물로 발생되는 유기산을 고농도로 농축하기 위하여 고형물과 발효액을 분리하는 전처리 공정과 분리된 발효액을 농축하는 후처리 공정으로 구성되어 있다. 이는 최종 목표인 유기산의 고농축을 위하여 전단에서는 발효 슬러지에 포함되어 있는 고형물만을 주로 분리하고 동시에 발효에 관련된 유기산 생성 미생물도 농축하여 발효 효율을 향상시키고, 후단의 역삼투 공정에서는 저비용으로 유기산과 물을 효과적으로 분리하는 공정으로 하나의 시스템을 구성하였다. 2단 공정에 의한 유기산 농축은 산의 발효 효율 및 농축 효율을 동시에 향상시킬 수 있어 여타 공정에 비해 저비용/고효율의 경제적인 시스템으로 판단된다.

또한, 오수 및 폐수처리 과정에서 필연적으로 발생되는 슬러지로부터 유용한 물질을 회수하여 재이용할 수 있는 장점과 최종적으로 처분해야 할 슬러지의 양을 줄일 수 있는 장점을 지닌다. 발효산물인 유기산은 여러 가지 기초 재료의 합성에 사용될 수 있고 특히 주변 환경에 악영향을 미치는 염분성분을 없앤 친환경성 제설제의 원료로 사용될 수 있는 장점이 있다.

Claims (18)

1. 하기 단계를 포함하는 유기산 생성 오폐수 처리방법:

   (가) 오폐수의 유기성 슬러지를 슬러지 저장조로부터 발효조로 도입하는 단계;

   (나) 상기 발효조 내부의 미생물에 의해 상기 유기성 슬러지의 유기물을 유기산으로 발효하는 단계;

   (다) 상기 발효조 내부의 발효액을 정밀여과하여 분리막을 통과하지 못한 미생물을 상기 발효조로 반송하는 단계; 및

   (라) 상기 정밀여과의 분리막을 통과한 유기산 및 물의 혼합물을 역삼투시켜 삼투막을 통과하지 못한 유기산을 농축 저장하고, 삼투막을 통과한 처리수를 배출하는 단계.
2. 제 1 항에 있어서,

   (마) 상기 단계 (나)의 발효조 내부의 미생물 또는 유기성 슬러지의 농도 제어를 위해 잉여 슬러지를 발효조에서 잉여 슬러지 저장조로 이송 저장하는 단계

   를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기산 생성 오폐수 처리방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 (다) 이후 단계 (라) 이전에,

   (바) 상기 정밀여과의 분리막을 통과한 유기산 및 물의 혼합물을 여과액 저 장조에 저장하는 단계

   를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기산 생성 오폐수 처리방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   (사) 상기 정밀여과의 분리막의 세정을 위해 공기, 오존, 또는 세정액을 상기 발효액 여과 방향의 역방향으로 공급하여 주기적으로 역세정하는 단계

   를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기산 생성 오폐수 처리방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 발효조는 교반기를 구비하고, 온수 재킷이나 온수조의 온수에 의해 온도 제어되는 것을 특징으로 하는 유기산 생성 오폐수 처리방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 정밀여과의 분리막은 0.01 내지 0.5 ㎛의 공칭공경을 갖는 것을 특징으로 하는 유기산 생성 오폐수 처리방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 정밀여과의 분리막은 세라믹 재질인 것을 특징으로 하는 유기산 생성 오폐수 처리방법.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 역삼투의 삼투막은 탈염율 95 내지 99.9 %인 것을 특징으로 하는 유기산 생성 오폐수 처리방법.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 유기산은 친환경성 제설제로 사용되는 것을 특징으로 하는 유기산 생성 오폐수 처리방법.
10. 하기를 포함하는 유기산 생성 오폐수 처리장치:

    (A) 유기성 슬러지를 포함하는 오폐수를 저장하는 슬러지 저장조;

    (B) 상기 슬러지 저장조로부터 유기성 슬러지를 이송받아 유기산 발효를 수행하는 발효조;

    (C) 상기 발효조 내부의 발효액을 이송받아 정밀여과한 후 분리막을 통과하지 못한 미생물을 상기 발효조로 반송하는 정밀여과 모듈; 및

    (D) 상기 정밀여과의 분리막을 통과한 유기산 및 물의 혼합물을 역삼투시켜 삼투막을 통과하지 못한 유기산을 농축 저장하고, 삼투막을 통과한 처리수를 배출하는 역삼투 모듈.
11. 제 10 항에 있어서,

    (E) 상기 (B)의 발효조 내부의 미생물 또는 유기성 슬러지의 농도 제어를 위해 발효조에서 잉여 슬러지를 이송 저장하는 잉여 슬러지 저장조

    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기산 생성 오폐수 처리장치.
12. 제 10 항에 있어서,

    (F) 상기 정밀여과 모듈의 분리막을 통과한 유기산 및 물의 혼합물을 저장하는 여과액 저장조

    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기산 생성 오폐수 처리장치.
13. 제 10 항에 있어서,

    (G) 상기 정밀여과의 분리막의 세정을 위해 공기, 오존, 또는 세정액을 상기 발효액 여과 방향의 역방향으로 공급하여 주기적으로 역세정하는 정밀여과 역세정 모듈

    을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기산 생성 오폐수 처리장치.
14. 제 10 항에 있어서,

    상기 발효조는 교반기를 구비하고, 온수 재킷이나 온수조의 온수에 의해 온도 제어되는 것을 특징으로 하는 유기산 생성 오폐수 처리장치.
15. 제 10 항에 있어서,

    상기 정밀여과 모듈의 분리막은 0.01 내지 0.5 ㎛의 공칭공경을 갖는 것을 특징으로 하는 유기산 생성 오폐수 처리장치.
16. 제 10 항에 있어서,

    상기 정밀여과 모듈의 분리막은 세라믹 재질인 것을 특징으로 하는 유기산 생성 오폐수 처리장치.
17. 제 10 항에 있어서,

    상기 역삼투 모듈의 삼투막은 탈염율 95 내지 99.9 %인 것을 특징으로 하는 유기산 생성 오폐수 처리장치.
18. 제 10 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 유기산은 친환경성 제설제로 사용되는 것을 특징으로 하는 유기산 생성 오폐수 처리장치.

Images