KR100809026B1 - 고농도 유기성 폐수 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐수를 호기성 활성오니법으로 처리하는 폐수 처리장치에 관한 것으로서, 고농도 유기성 폐수처리에서 톱밥 등의 여과재를 이용하여 전처리하고 응집침전제 사용을 최소화함으로써 폐수 처리효율을 높임과 동시에 토양 오염을 최소화하고, 하나의 폐수 처리장 내에 건조 발효조를 둠으로써 폐수 처리장에서는 최종 방류수와 양질의 유기질 퇴비만 배출되도록 하는 고농도 유기폐수 처리장치를 제공한다.

유기폐수, 활성오니, 폭기조, BOD, COD

Description

고농도 유기성 폐수 처리장치{A treating system for high concentration organic wastewater}

본 발명은 폐수를 호기성 활성오니법으로 처리하는 폐수 처리장치에 관한 것으로서, 특히 고농도 유기폐수 처리에서 톱밥 등을 이용한 여과조 또는 진동체(Vibrating sieve)를 이용해 전처리함으로써 입자성 물질을 최대한 제거하고, 응집침전제 사용을 최소화함으로써 폐수 처리효율을 높임과 동시에 토양 오염을 최소화하고, 하나의 폐수 처리장 내에 건조 발효조를 둠으로써 침전 여과된 슬러지까지 유기질 퇴비화하여 효율적인 재활용 효과까지 보유한 고농도 유기성 폐수 처리장치에 관한 것이다.

국내 양돈산업은 그 사육두수가 8백만 두를 넘어서고 있으며, 여기서 발생하는 분뇨는 하루 4만 톤을 넘는 실정이다. 이 중 약 3만 톤 이상이 매일 공해상으로 버려지고 있다.

일반적인 유기성 폐수는 발생 직후에 유기물이 함유된 상태에서 그대로 처리시설로 유입되어 고형물을 일차 제거한 다음, 폭기시켜 폐수 내 존재하는 BOD와 COD 성분을 미생물로 하여금 섭취하게 하여 미생물의 대량 성장과 증식을 유도하도록 한다. 즉 폐수 내의 각종 유기성 성분이 미생물체의 형태로 전환되는 방식으로 감소하고, 이후 미생물체는 최종 침전조에서 회수되어 슬러지 케이크 형태로 외부로 반출되는 방식으로 처리된다. 이 슬러지 케이크는 매립장에서 토양침출수 생성의 큰 원인이 되어 문제를 일으키고 있다.

하지만, 상기 일반적인 유기성 폐수와 달리, 분과 뇨가 혼합된 슬러리 형태의 고농도 양돈분뇨의 경우 분뇨가 발생 후에 슬러리 탱크에 담긴 상태로 일정 기간 지난 후 수거 처리되기 때문에, 유기물 중에서 미생물의 작용을 받아 쉽게 분해되는 BOD 성분이 슬러리 탱크 단계에서 소실된 후에 처리장으로 유입되고 최종적으로 해양에 투기 되고 있다. 이로 인하여 식물의 생장에 절대적으로 필요한 COD성분은 폐기물로써 버려지고 있는 실정이다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해서 발명한 것으로, 본 발명의 목적은 첫째, 톱밥 등을 이용한 여과조를 설치하여 고형물을 전처리하고, BOD성분을 첨가하여 COD성분과의 균형을 맞게 함으로써 최종 방류수에 최저의 COD를 포함하게 함으로써 고농도 유기성 폐수의 효율적인 처리와 함께 응집침전제 최소 사용으로 폐수처리장 배출물로 인한 토양오염을 최소화하기 위한 것이다.

둘째, 하나의 폐수 처리장 내에 교반식 건조 발효조를 둠으로써 토양에 유익한 COD성분이 함유된 슬러지의 토양 환원에 따른 자원 재활용 효과 및 음식물 쓰레기 기타 유기성 폐기물의 통합 처리 효과도 가질 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 원폐수 저장조(100), 여과조(200), 폭기조(300, 310), 및 침전조(400)를 순차적으로 포함하여 구성되는 고농도 유기성 폐수 처리장치가 제공된다. 상기 여과조(200)는 상기 저장조(100)로부터 원폐수를 유입 받아 부유물질(SS) 및 고형 유기물을 걸러 내는 여과재를 포함한다.

이때, 상기 폭기조는 고농도용 1차 폭기조(300) 및 저농도용 2차 폭기조(310)로 이루어진 것이 바람직하다.

또한, 상기 여과조(200) 또는 1차 폭기조(300) 다음에 혼화조(510)를 더 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

나아가, 상기 여과조(200)로부터 유입된 부유물(SS), 고형 유기물과, 상기 침전조(400)로부터 유입된 침전물을 발효 건조하게 하는 교반식 건조 발효조(600)를 더 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

미생물을 이용한 일반적인 유기성 폐수처리장치의 기본구성은 호기성 미생물에 의해 폐수 내 유기물이 분해되어 미생물 슬러리를 형성하는 폭기조와, 처리수와 미생물을 분리하는 침전조, 및 침전 슬러지의 외부 반출과 반송을 위한 설비로 이루어진다. 이러한 폐수 처리는 활성오니에 의한 오염 유기물의 산화, 즉 생물화학적 동화 및 이화작용을 이용하는 한편 여기에다 물리적인 침강 분리작용을 더한 것이다.

폐수와 미생물을 서로 접촉시키면, 먼저 폐수 속에 용해되어 있는 유기물 중 BOD성분을 미생물이 섭취하게 되는데, 섭취한 유기물은 체내에서 동화 및 이화하고, 이 과정에서 얻어진 영양분 및 에너지는 미생물의 운동 및 세포 증식에 사용된다. 그런 다음, 미생물은 일반동물들의 호흡에서처럼 탄산가스, 물 및 질산화물을 배출한다. 이처럼 일반적으로 활성오니에 의한 폐수 정화작용은 유기물을 무기물로 전환하는 폐수의 안정화 작용과 잔여 유기물의 고액분리(固液分離), 즉 침전조에서 슬러지의 침강이라고 할 수 있다.

그런데, 폐수 속의 유기물에는 곡류나 일반적인 식품의 주성분처럼 미생물에 의해 쉽게 분해되는 이(易)분해성 물질이 있고, 알곡의 껍질, 식물성 섬유, 큰 덩어리나 단단한 물질 기타 난분해성 물질이 있다.

난분해성 물질이 다량 함유된 폐수에서 고형물을 제거하고 나면 폐수 내에 미생물이 성장 및 증식하는 데 필요한 영양물질, 즉 BOD성분과 COD성분 간에 불균형이 발생하는 문제가 생긴다. 이에 본 발명자는 오랫동안 이러한 불균형을 개선하는 방법을 연구한 결과 BOD성분과 COD성분 간 균형을 맞게 하는 방법을 통해 폐수 내에 미생물 증식을 가능하게 함으로써 효과적으로 고농도 유기성 폐수를 처리할 수 있도록 하였으며, 이와 더불어 폐수 속에 녹아 있는 N, P 등 폐수 처리에 있어서 어려움을 겪게 하는 성분들까지 더욱 많이 제거해 낼 수 있도록 하였다.

한편, 기존의 침전조에서는 상기와 같이 폐수 속에 잔류하는 COD를 침강시켜 인위적으로 제거하기 위해 중금속과 고분자 석유계 중합체 유래의 응집침전제가 다량 사용돼 왔으며, 이로 인해 처리장에서 유래 되는 최종 배출물이 토양오염원이 되는 문제가 있어 왔다.

이에 본 발명자는 이러한 문제점을 인식하여 고농도 유기성 폐수를 효과적으로 처리함과 아울러, 최종부산물인 유기물 슬러지를 발효 건조하게 하는 시설을 폐수처리장 내에 함께 둘 수 있는 설계를 통해 배출된 슬러지를 유기질 비료화하여 재활용하고자 하였으며, 이를 위해 폭기조(300, 310)에 유입되기 전에 미리 진동체와 여과조(200)를 거치게 하여 고형물을 최대한 제거한 상태에서, 최소 COD가 함유된 BOD성분을 적절하게 추가함으로써 여과수에 다량 함유된 COD를 최대한 미생물체화하여 제거하는 폭기 공정을 두 번 실시함으로써 상기 응집침전제 사용을 최소화하고 그에 따른 토양오염을 최소화하도록 하였다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 첫째, 톱밥 등을 이용한 여과조에 의한 전처리 후,

BOD성분 첨가로 고농도 유기성 폐수를 적절하게 처리할 수 있다.

둘째, BOD, COD 농도를 적절하게 조절함으로써 최종 방류수에 최저의 COD를 포함하게 할 수 있다.

셋째, 슬러지 침전을 위한 중금속 또는 고분자응집제 등 화학약품 사용을 최소화함으로써 응집 침전제의 지상으로의 오염 확산을 최소화시킬 수 있다.

넷째, 하나의 폐수 처리시설, 즉 동일 장소 내에서 폐수 처리와 슬러지 유기질비료화를 동시 진행함으로써 부지 축소 및 단순화 효과 등 폐수 처리장의 경제적 운영을 가능하게 할 수 있다.

다섯째, 기존의 폐수처리시설에서 발생되는 슬러지 케이크의 토양매립시에 발생하는 토양침출수를 근절시킬 수 있으며, 토양매립양을 줄여 줌으로써 매립지 소요면적을 줄일 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 폐수처리장치에 대해 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절 하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이지, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 의한 폐수 처리장치에 대한 전체 구성도로서, 도 1에 나타난 것처럼,

본 발명의 폐수 처리장치는 원폐수를 저류시키는 원폐수 저장조(100), 부유물질과 고형 유기물을 상당량 제거하는 톱밥 등의 여과재를 이용한 여과조(200), 호기성 미생물을 이용하여 폐수 내 유기물을 큰 입자로 전환(미생물 슬러지 형성)시키는 폭기조(300, 310), 폭기조로부터 처리된 폐수를 유입 받아 미생물 슬러지는 침전시켜 상기 폭기조로 반송시키고 상등수는 배출시키는 침전조(400) 등으로 구성되어 있다.

도 3 및 도 4에서 도시하고 있는 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 여과조(200)는 내부에 설치된 격벽을 통해 침전영역과 방류영역으로 분리된 구조로서, 상기 원폐수 저장조(100)로부터의 원폐수가 진동체와 침전영역에 살수 유입된 후, 상기 침전영역 내의 다공질 여과층을 경유하면서 원폐수 내의 부유물질(SS) 및 대부분의 고형 오염물질이 진동체와 여과재에 여과 흡착되어 제거되고, 여과층을 통과하고 난 처리수는 격벽 하부 틈을 통해 방류영역으로 유입된 다음 방류영역 상부에 구비된 배수관을 따라 배출된다.

이때 상기 배수관은 U자 관 형태로서, 그 측면에 일정 간격으로 형성된 V자 홈을 통해 방류영역에 유입되는 처리수가 배수관 속으로 원활하게 지속적으로 흘러들어가게 한다.

이때 여과재로는 여과 후 재활용이 가능한 부직포 필터 또는 여과 후 분리제거가 가능한 톱밥과 활성탄, 소성 규조토, 제올라이트(Zeolite) 등의 다공성 광물질이 사용될 수 있다. 다공성 광물질의 경우 물속에서 전하를 띠기 때문에 이온성 중금속이나 고형 유기물에 흡착하기 쉬운 동시에 다공질이어서 흡수력도 우수한 장점이 있으며, 시중에서 쉽게 구할 수 있다.

특히 고형 오염물질이 많이 함유된 축산 폐수의 처리시 유리한 여과조에 의한 전처리 결과, 주로 BOD성분에 해당하는 부유물질과 고형 유기물의 양이 상당량 감소하게 되고, COD성분도 유의성이 있을 만큼 흡착 제거된다.

여과조(200)의 여과는 느린 유속에서 진행되는데, 예를 들어 1㎡ 크기의 여과조(200)를 설치하여 시간당 1톤의 폐수가 유입되어 처리될 경우, 하루에 10시간 가동시 약 10톤 가량의 폐수가 처리될 수 있다.

아울러, 톱밥을 이용한 여과조(200)의 설치로 인해 여과조(200) 내 톱밥층의 목재에 함유된 정유 성분에 의한 폐수 소취 효과 또한 가질 수 있게 됨으로써, 주 로 BOD 성분에 해당하는 고형 오염물질을 최대한 제거하는 동시에 악취 감소 효과까지 나타낼 수 있다.

한편, 톱밥 등을 이용한 여과조를 거치더라도 여전히 NH₃, NH₄ ⁺, NO₃ ^- 등의 N(질소) 성분, 및 다양한 형태의 P(인) 성분이 과잉 존재하게 되는데, 과잉 인을 제거하기 위해서 종래에는 처리수에 약품을 주입하여 부유물질을 강제로 응집 침전시켜 미세 부유물질과 인(P)을 제거하는 공정으로서, 응집제를 투입하고, 약품과 응집제를 급속 교반하여 침전이 용이하도록 플록을 크게 형성시킨 후 침전조에서 최종적으로 중력 침강 되도록 해 왔으나, 슬러리 형태의 축산폐수의 경우 고형물질의 농도가 매우 높기 때문에 응집시키기가 어렵고, 중력에 의한 침전분리가 어렵다. 또한, Zn, Al, Fe 등의 중금속 및 중합체 형태의 응집제를 사용함으로써 최종 슬러지로 인한 2차 오염 피해가 발생하는 문제 또한 있다. 또한 과잉 질소 성분을 제거하기 위해서 종래에는 고온 유지, Ph 상승, 폭기, 건조 등에 의한 탈질 반응을 활용해 왔다.

본 발명에서 과잉 인 성분과 질소 성분을 제거하는데 유용한 방법은 이하 해당부분에서 별도로 설명하기로 한다.

상기 여과조(200)를 거친 처리수에 대해서 폭기조(300)로 이송하기 전에 혼화조(500)를 설치하는 것이 바람직하다.

양돈 분뇨의 경우 처리장으로 유입되기 전에 장시간 돈사 하부의 슬러리 탱크에서 저류하면서 이분해성 BOD 성분이 대부분 소실된 상태로 유입되기 때문에, 유입된 폐수 내에는 COD는 존재하지만 미생물이 쉽게 이용하여 증식할 수 있는 BOD 성분이 거의 없고 난분해성인 단단한 유기물이나 헤미셀룰로오스(hemicellulose), 셀룰로오스(cellulose), 리그닌(lignin) 형태의 BOD 성분만 존재하게 된다.

또한, 상기 여과조(200)를 거치면서 대부분의 고형물과 BOD가 제거된 상태이기 때문에, BOD 성분을 추가하여 미생물의 성장과 증식을 도울 필요성이 생긴다.

이에 따라 도 1을 살펴보면, 여과조(200)를 거친 처리수 내의 COD와 BOD 양을 측정하여 COD와 BOD의 양적 균형이 맞도록 혼화조(500)에 BOD성분을 추가하고 과폭기시켜 다량의 미생물을 증식시켜 주는 방법을 통해, 이후 폭기조에서 COD, BOD 균형이 조절된 상태에서 미생물에 의해 COD를 효과적으로 제거할 수 있도록 하였다.

이때 추가되는 BOD성분으로는 COD가 거의 없는 BOD성분 물질, 예를 들면 순수 스타치(Starch), 타피오카 등을 이용할 수 있는데, 순수 콘 스타치, 타피오카의 경우 시중에서 흔히 유통되므로 쉽게 이용할 수 있다.

한편 폐수 속 유기물을 이용하는 미생물들은 일반적으로 30℃ 이상에서 증식이 활발하기 때문에 미생물의 증식을 촉진하기 위해 기온에 따라 가온 및/또는 폭기를 시키기도 한다.

상기에서 살펴본 바와 같이 과잉 질소 성분을 제거하기 위해서 기존에는 고온 유지, 폭기, 건조 등에 의한 탈질 반응이 별도로 사용되어 왔으나, 본 발명에서 의 혼화조에서의 가온 및 과폭기로 인해 문제되는 과잉 질소가 제거되는 효과 또한 동시에 가질 수 있다.

혼화조(500)에는 최종 침전조(400)로부터 반송된 미생물 슬러지가 투입(Seeding)되어 혼화 처리되도록 한다.

상기 여과조(200)를 거친 후의 혼화조(500)에 BOD성분을 추가하는 것과 마찬가지로, 이후 1차 폭기 처리 후 탈수기 또는 여과기를 이용하여 미생물 슬러리 기타를 여과시켜 제거한 후에도 BOD 양이 감소된 상태이기 때문에, 다시 BOD와 COD를 측정한 다음 혼화조(510)에 BOD성분과 침전조(400)로부터 반송된 미생물을 투입하는 것이 바람직하며 가온과 폭기 또한 가능하다.

이 과정을 통해 충분히 혼화시킨 다음 제2 폭기조(310)로 보내서 2차 폭기 처리를 유도한다.

폭기조(300, 310)는 공기를 폭기시켜 미생물군에 의해 폐수 속 유기물을 처리하는 역할을 하는데, 본 발명에서는 처리효율을 더 높이기 위해 고농도용 1차 폭기와 저농도용 2차 폭기 처리로 나누어 2회 폭기를 실시하는 것이 바람직하다.

1차 처리는 상기 혼화조(500)에서 BOD 성분이 추가되어 미생물이 최대로 증식된 상태, 즉 고농도 상태에서 폭기 처리가 이루어지고, 2차 처리는 1차 폭기 처리 후 탈수기 또는 여과기를 통해 미생물 슬러리 기타가 여과 제거된 후 혼화조에 재차 BOD 성분이 추가되고 미생물이 증식된 상태, 즉 1차 처리에 비해 현저히 저농 도 상태에서 폭기 처리가 이루어진다.

폭기 처리의 원리에 대해 보다 자세하게 살펴보면, 폭기조 내부를 폭기시켜 공기를 공급해주면 미생물이 폭기조 내에 존재하는 유기물을 섭취 분해하여 그 성장 및 증식에 이용하게 되는 것이다. 이후 침전조에서 미생물들이 쉽게 가라앉기 위해서는 미생물들이 상호 응집하여 크기가 큰 플록(Floc)을 형성해야 하는데, 이를 위해서는 1차 분해자인 세균 뿐만 아니라 이들을 먹고 사는 원생동물이 함께 서식하여 적당한 먹이 피라미드를 형성해야 가능해진다.

이에 본 발명에서는 1차 분해자인 세균, 원생동물 등 단세포(Single cell) 생물과 다세포 생물을 함께 투입하여 미생물군을 형성, 먹이 사슬이 적당하게 유지되도록 하였다.

사용될 수 있는 미생물군의 예로는 단세포 원생동물의 경우, Paramecium, Euglena, Vorticella, Amoeba 등이 있고, 다세포의 경우, 선충류, Vorbox, 환형동물, 원형동물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.

만약 환형, 원형동물 류가 최종 폭기 단계 처리수에서 많이 발견된다면, 먹이사슬 하부 생물에서부터 BOD 소모가 많아서 투입되는 BOD의 효율성이 떨어진다는 것을 말한다. 반면, 투입되는 BOD의 효율이 높다면 Paramecium 같은 하부 생물군의 개체수가 많음을 의미하게 될 것이다.

이어서 침전조(400)에서는 미생물 슬러지를 중력 침강시켜 폭기조로 반송시키거나 건조 발효조(600)로 보내고, 상등수는 배수관을 통해 최종 방류하게 된다.

폭기조에서 성장 및 증식된 미생물들은 성장속도는 매우 빠른 반면에 크기가 작기 때문에 침전조에서 쉽게 가라앉지 못한다. 침전조에서 가라앉지 않은 미생물들은 방류수의 부유물질(SS)이 되고 BOD, COD분석에 잡혀 방류수의 법적 수질 규제를 충족시키지 못하게 하는 원인이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 기존에는 중금속류와 고분자로 구성된 응집제를 다량 사용해 왔으나, 이 경우 토양 오염을 유도하고, 매립지의 경우 독성 침출수의 원인을 제공하고, 슬러지를 퇴비화시켜 토양 환원을 장기화할 경우 경작지의 중금속 오염으로 인해 작물 성장에 악영향을 주게 된다.

본 발명에서는 상기에서 설명한 것처럼 침전조 이전의 일련의 단계에서 미생물 성장 및 증식이 최대로 이루어지도록 함으로써 응집 침전제를 최소 사용해도 되게 하였다.

침전조(400)를 거치면서 침전물 중 잉여오니는 (-)응집제를 사용하여 폭기조(300, 310), 혼화조(500)로 반송시키고, 함수율 99.9%은 (+)응집제를 사용하여 재침전시켜 간이탈수시켜 반출하거나, 탈수시켜 탈수 슬러지 케이크를 형성하여 건조 발효조(600)로 운반시킨다.

통상 양돈 분뇨 속에는 사료 성분 중 돼지가 소화 흡수한 후에 남은 BOD, COD 성분이 배출되어 있는데, 이 중 특히 COD 성분은 상기 사료로 사용된 곡물이 성장한 토양에서 유래하여 섭취된 것이다. 현재까지는 적절한 기술이 개발되지 못하여 최종 슬러지들이 단순히 해양 투기되어 오염 문제를 유발해 왔지만, 만약 폐 수 처리 후에 최종 수거되는 슬러지를 퇴비화하는 과정에서 경작 토양으로 재환원시킬 수 있다면 COD 성분과, 슬러지의 퇴비화 과정에서 대량 증식된 토양 미생물로 인해 경작지를 건강하고 기름지게 할 수 있다.

이와 관련하여 한때 일본에서는 500기(11 X 100)㎡ 이상의 건조 발효조가 설치 가동되기도 하였으나, 양돈장의 돈사 구조가 슬러리 돈사화 되면서 발효에 필요한 에너지원(발효열)이 없어서 가동의 실효성이 없게 되어 추가 보급이 중단된 바 있으며, 90년대 중반에는 국내에서도 국가정책자금으로 약 50기가 보급되었으나 상기와 동일한 이유로 무용지물이 된 적이 있다. 그러나 미생물의 에너지원만 확보할 수 있다면 처리가 훌륭한 공법이기 때문에, 본 발명자는 한국특허공개 제1997-21034호에 개시된 고온송풍기가 결합된 교반장치 및 한국특허등록 제721758호에 개시된 축분교반장치 기술을 이용하여 본 발명의 폐수 처리장치에 적합한 건조 발효조를 개발해 내었다.

본 발명의 건조 발효조(600)는 여과조(200)에서 배출된 고형 유기물과, 탈수 여과기로부터의 여과물과 침전조(400)로부터 최종 침전 여과된 함수율 85~95%의 유기물 슬러지를 유입 받도록 되어 있고, 자체 발효열과 태양열을 이용하면서 광투과 투명 자재 내에 설치된 교반기가 이동하면서 상기 유입물을 교반, 혼합하는 것에 의해 결과적으로 수분 함량이 매우 낮은 풍건 상태의 유기질 퇴비를 얻을 수 있도록 설계되어 있다.

첨부된 도 5에 보여지는 것처럼, 본 발명에 의할 경우 교반기 특성상 발효물의 상태가 타원형 입자 형태로 되어 통기성이 생기기 때문에 타 시설에 비해 발효 건조 효과가 탁월한 장점이 있다. 또한, 타 시설과 달리 건조발효조에 수분조절재인 톱밥을 첨가할 필요가 없기 때문에 톱밥 가루로 인한 통기성 저하로 건조 속도와 발효 속도가 느려지는 문제점이 발생하지 않는다.

본 발명의 건조발효조 설치로 인해, 하나의 폐수 처리장, 즉 동일 장소 내에서 폐수 처리와 재활용 유기질 비료화 과정이 동시에 진행되는 장점을 갖게 되는 것이며, 최종 부산물로 방류수와 함수율 20% 정도로 건조된 유기질 퇴비만 남게 된다.

본 발명의 일실시예에 의한 건조발효조의 외부 및 내부 형태는 첨부된 도 6 및 7에서 보이며, 상기 건조발효조 기능은 다음과 같다. 즉, 함수율 93% 정도의 양돈분뇨는 6~8 중량%의 유기질 퇴비가 남으며, 함수율 80% 정도의 탈수 슬러지 케이크는 약 25 중량%의 유기질 퇴비가 남는다.

도 2에 보여지는 것처럼 본 발명의 또 다른 일실시예에 의하면, 고형물이 많이 함유된 원폐수를 대량 처리하는 경우와 같이 필요에 따라 상기 건조 발효조(600)를 여러 개 설치할 수도 있는데, 이렇게 함으로써 기존의 단독으로 건조 발효조를 보유하기 어려웠던 하수처리장의 슬러지 또는 선별 분쇄된 음식물 쓰레기 등 고농도 유기성 폐기물을 함께 발효 건조시켜 퇴비화할 수 있는 효과 또한 가질 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 폐수 처리장치의 개략적인 구성도이다.

도 2는 본 발명의 또 다른 일실시예에 의한 폐수 처리장치의 개략적인 구성도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 여과조를 보여주는 평면도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 여과조를 A-A'방향으로 자른 정단면도 및 배수관을 확대하여 보여주는 사시도이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 건조발효조에 의해 건조발효된 발효물의 상태를 보여주는 사진이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 건조발효조의 외부 모습을 보여주는 사진이다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 건조발효조의 내부 모습을 보여주는 사진이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100… 저장조 200… 여과조

300… 1차 폭기조 310… 2차 폭기조

400… 침전조 500, 510… 혼화조

600… 건조 발효조

Claims (7)

1. 삭제
2. 폐수 처리장치에 있어서,

   원폐수 저장조, 여과조, 폭기조, 및 침전조를 순차적으로 포함하여 구성되고,

   상기 여과조는 상기 저장조로부터 원폐수를 유입 받아 부유물질 및 고형 유기물을 걸러 내는 톱밥, 부직포 필터, 활성탄, 제올라이트, 소성 규조토로 이루어진 그룹으로부터 택일된 여과재를 포함하고,

   상기 여과조는, 내부에 설치된 격벽을 통해 침전영역과 방류영역으로 분리 구성되고, 상기 침전영역 내 여과재를 경유한 처리수가 상기 격벽 하부 틈을 통해 상기 방류영역으로 유입되고 방류영역 상부에 구비된 배수관의 측면 V자 홈을 통해 배출되도록 하는 구조인 것을 특징으로 하는 고농도 유기성 폐수 처리장치.
3. 폐수 처리장치에 있어서,

   원폐수 저장조, 여과조, 폭기조, 및 침전조를 순차적으로 포함하여 구성되고,

   상기 여과조는 상기 저장조로부터 원폐수를 유입 받아 부유물질 및 고형 유기물을 걸러 내는 톱밥, 부직포 필터, 활성탄, 제올라이트, 소성 규조토로 이루어진 그룹으로부터 택일된 여과재를 포함하고,

   상기 폭기조는 고농도용 1차 폭기조 및 저농도용 2차 폭기조로 이루어진 것을 특징으로 하는 고농도 유기성 폐수 처리장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 여과조 또는 1차 폭기조 다음에 혼화조를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 유기성 폐수 처리장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 혼화조에는 COD성분 함량이 낮은 순수 미립자 스타치(Starch) 또는 타피오카 중 어느 하나로 이루어진 BOD 성분이 추가되는 것을 특징으로 하는 고농도 유기성 폐수 처리장치.
6. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 여과조로부터 유입된 부유물, 고형 유기물과, 상기 침전조로부터 유입된 침전물을 발효 건조하게 하는 교반식 건조 발효조를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 유기성 폐수 처리장치.
7. 원폐수를 저류시키는 원폐수 저장조로부터 유입된 원폐수가 여과조에서 부유물질 및 고형 유기물이 일차적으로 제거되는 단계;

   여과조를 경유한 처리수가 상기 여과조의 격막 하단부 틈을 통해 빠져나온 다음, U자 배수관의 측면에 위치한 V자 홈을 통해 상기 U자 배수관의 길이 방향을 따라 흘러간 다음 배수관을 통해 폭기조로 유입되는 단계;

   폭기조에서 호기성 미생물을 이용하여 유입된 폐수 내 유기물을 분해하여 미생물 슬러지를 형성하는 단계;

   상기 폭기조로부터 처리된 폐수를 유입 받아 침전조에서 미생물 슬러지는 침 전시켜 상기 폭기조로 반송시키거나 건조 발효조로 보내고 상등수는 배출시키는 단계; 및

   상기 여과조 및 침전조로부터 유입된 슬러지를 건조 발효조에서 건조 발효시켜 유기질 퇴비화하는 단계로 이루어지는 고농도 유기성 폐수 처리방법.

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