KR100846693B1 - Livestock waste water treatment plant by aerobic denitrification - Google Patents
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Abstract
Description
도 1 은 본 발명의 구성관계를 나타낸 공정도.1 is a process chart showing the configuration of the present invention.
도 2 는 본 발명의 축산폐수의 침전상태를 표시한 예시도.Figure 2 is an exemplary view showing the precipitation state of livestock wastewater of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1. 투입구1.Inlet
2. 협잡물종합처리기 2-1. 협잡물이송장치2. Comprehensive Complex Processor 2-1. Crash Conveyor
3. 독성 감시조 3-1. 독성 감지장치3. Toxicology monitor 3-1. Toxicity detector
4. 1 저류조4. 1 reservoir
5. 이송펌프5. Transfer pump
6. 약품주입장치6. Chemical injection device
7. 혼합기7. Mixer
8. 원심분리기 8-1. 슬러지 이송장치8. Centrifuge 8-1. Sludge feeder
9. 2 저류조9. 2 reservoir
10. 협잡물 등 저장실10. Storage room for debris
11. 공급펌프 11-1. 유량계11. Supply Pump 11-1. Flow meter
12. 호기 탈질조12. Aerobic denitrification tank
13. ORP 측정기13. ORP measuring instrument
14. 혼합액 농도계14. Mixed solution densitometer
15. 산기장치115. Air diffuser 1
16. 가변 풍량 송풍기16. Variable Air Flow Blower
17. 포기조17. Abandonment
18. DO 측정기18.DO meter
19. 산기장치219. Air diffuser 2
20. 포기 송풍기120. Aeration blower 1
21. 탈기조 121. Degassing tank 1
22. 응집조22. Agglomeration Tank
23. 고분자 응집제 주입기23. Polymer flocculant injector
24. 중력식 침전지24. Gravity Settling Basin
25. 반송수 펌프25. Return pump
26. 슬러지 반송펌프26. Sludge Return Pump
27. 슬러지 반송유량계27. Sludge Return Flow Meter
28. 잉여 슬러지 펌프1 28-1. 잉여슬러지 이송관28. Surplus sludge pump 1 28-1. Surplus Sludge Transfer Pipe
29. 호기탈질조 229. Aerobic denitrification tank 2
30. ORP측정기30. ORP measuring instrument
31. 혼합액 농도계31. Mixed Liquid Densitometer
32. 알칼리제 주입기32. Alkaline Injector
33. 메탄올 주입기33. Methanol Injector
34. 산기장치 334.
35. 가변풍량 송풍기235. Variable air volume blower 2
36. 포기조236. Abandonment
37. DO 측정기37.DO Meter
38. 산기장치438.
39. 포기송풍기239. Aeration blower 2
40. 중력식 침전기 240. Gravity settler 2
41. 슬러지 반송 펌프241. Sludge Return Pump 2
42. 잉여 슬러지 펌프42. Surplus Sludge Pump
43. 혼화지43. Mixed Paper
44. 탈기조244. Degassing tank 2
45. 플록 성장조45. Flock Growth Tank
46. 금속염 응집제 주입기46. Metal salt flocculant injector
47. 고분자 응집제 주입기47. Polymer Flocculant Injector
48. 응집 침전지48. Agglomerated Settler
49. 잉여 슬러지 펌프249. Surplus sludge pump2
50. 3차 처리장치50. Tertiary processing unit
51. 슬러지 저류조51. Sludge Reservoir
52. 농축탈수장치52. Concentrated Dehydration Device
본 발명은 축산폐수 및 분뇨처리에 관한 기술이다.The present invention relates to livestock wastewater and manure treatment.
종래의 축산폐수나 분뇨처리장에서 사용하던 처리공법은 액상부식법이나 바실러스 공법, SBR 응용공법 등이 주로 사용되었는데, 액상부식법은 초기에는 혐기호기 교대운전을 통하여 유기물과 질소 및 인을 제거하였으나, 운전의 번거로움과 혐기 호기 교대운전시의 미생물 충격 등의 문제점으로 현재는 혐기조와 호기조로 구분하고, 내부반송을 하면서 유기물과 질소 및 인을 제거하고 있어서, A2/ O 공법과 유사한 공법이 되어서, 질소제거율을 높이려면 내부 반송비를 크게 늘려야 하고, C/N(유기물/질소)비의 영향을 받기 쉬운 문제가 있었고, 바실러스 공법은 아직 물질대사과정이 명확히 규명되지 않아서 공정운전 제어 인자설정이 어려워 효율적이고 안정적인 운전이 어렵고, 특수한 고가의 종균제를 계속해서 투입해야 하기 때문에 운전비용이 증가하고, 살균제등 독성물질이 수시로 유입되는 축산폐수의 경우, 바실러스균은 특수한 미생물로 인근 타 시설에서 유사한 식종용 슬러지를 구할 수 없어, 반드시 재 배양해야 함으로 한번 공정상태가 악화되면 복구에 긴 시간이 필요한 문제가 있었다.Conventional treatment methods used in livestock wastewater or manure treatment plant were mainly liquid erosion, Bacillus, SBR application, etc. Liquid erosion method was initially used to remove organic matter, nitrogen and phosphorus by anaerobic exhalation shift operation. Due to the trouble of driving and the microbial shock during anaerobic exhalation shift operation, it is currently divided into anaerobic tank and aerobic tank, and it removes organic matter, nitrogen and phosphorus while carrying it inside, so it is similar to A 2 / O method. In order to increase the nitrogen removal rate, it was necessary to greatly increase the internal return cost, and there was a problem that was easily affected by the C / N (organic / nitrogen) ratio. Operation costs increase because it is difficult to operate efficiently and stably, and it is necessary to continuously add special expensive seed material. In the case of livestock wastewater where toxic substances such as fungicides are frequently introduced, Bacillus bacteria are special microorganisms, and similar planting sludge cannot be obtained from other facilities nearby, so they must be re-cultivated. There was a necessary problem.
또한 유입 축산폐수 중의 독성물질( 미생물 유해물질) 포함 여부를 측정하지 못하여 독성이 포함된 축산폐수를 유입시켜서, 반응조의 미생물의 생육이 저하되거 나 사멸하여, 처리시설의 기능이 저하되거나 운전중지사태가 발생하기도 하였다.In addition, the inflow of livestock wastewater containing toxic substances due to the inability to measure the presence or absence of toxic substances (microbial harmful substances) in the influent livestock wastewater, deteriorates or kills the growth of microorganisms in the reactor, resulting in a decrease in the functioning of the treatment facility or an operational shutdown. Was also generated.
그리고 축산폐수의 경우는 반응조의 혼합액 농도(MLSS)가 일반적으로 5,000mg/L이상으로 높고 혼합액 중에 가스를 많이 포함하고 있어, 고형물과 상등수를 분리를 하는데 일반적으로 사용하는 중력식 침전지를 사용할 경우 침전이 잘 안되고 다량의 스컴이 발생하여 침전효율이 나쁘기 때문에, 가압 부상조 나 벨트 씨크너 등의 기계장치를 사용하여, 고액분리를 수행함으로서, 운전이 어렵고 설비비가 고가이고 동력비 등 운전비용이 비싼 문제가 있었다.In the case of livestock wastewater, the mixed liquid concentration (MLSS) of the reaction tank is generally higher than 5,000 mg / L and contains a lot of gas in the mixed liquid. Since it is not good and there is a large amount of scum and the sedimentation efficiency is poor, it is difficult to operate, expensive to install, and expensive to operate due to high liquid separation by using a mechanical device such as a pressure flotation tank or a belt sealer. there was.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 유입되는 축산폐수의 독성 포함여부를 신속히 감시하고, 호기탈질을 하여, 내부순환 없이도 유기물과 질소의 제거율을 높이고, 중력식 침전지와 응집침전지를 사용하여, 안정적으로 고액분리 및 색도와 인을 제거함으로서 질소 와 인의 제거율이 높고, 상등수 수질이 깨끗하고, 주변에서 구하기 쉬운 미생물을 이용하여 처리함으로써, 운전이 용이하고 운전비용 및 건설비가 저렴한 경제적인 분뇨 및 축산폐수 처리장치를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to quickly monitor the toxicity of livestock wastewater inflow, and to perform aerobic denitrification, to increase the removal rate of organic matter and nitrogen without internal circulation, and to use a gravity settler and coagulation sedimentation battery, to stably separate solid-liquid And economical manure and livestock wastewater treatment equipment that is easy to operate and low in operation cost and construction cost by removing nitrogen and phosphorus by removing color and phosphorus, and processing by using microorganisms that have high water quality and clean water. To provide.
본 발명은 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여,The present invention to achieve the above technical problem,
투입구(1)를 통하여 유입된 축산폐수 또는 분뇨(이하 축산폐수라 칭한다)는 협잡물 종합처리기(2)에서 협잡물을 제거하고;Livestock wastewater or manure (hereinafter referred to as livestock wastewater) introduced through the inlet 1 removes the contaminants in the contaminant comprehensive processor 2;
협잡물 종합처리기(2)를 통과한 축산폐수는 독성 감시조(3)을 통과하여 1저류조(4)로 이송되어 7일 이상 저장한 후, 이송펌프(5)로 혼합기(7)을 통하여 원심 분리기(8)로 이송하고, 혼합기(7)에서는 약품주입장치(6)에서 공급된 고분자 응집제와 축산폐수가 혼합, 응집된 다음 원심분리기(8)로 이송되고;The livestock wastewater that has passed through the contaminant synthesis processor (2) is passed through the toxic monitoring tank (3) to one storage tank (4) and stored for at least seven days, and then the centrifugal separator through the mixer (7) with a transfer pump (5). (8), the polymer coagulant supplied from the chemical injection device (6) and the livestock waste water are mixed and coagulated in the mixer (7), and then transferred to the centrifuge (8);
원심분리기(8)에서 고형물이 분리된 축산폐수는 2저류조(9)로 이송되어 일시 저장되고;The livestock wastewater from which the solids are separated in the
상기 2저류조에 저장된 축산폐수는 공급펌프(11)에 의하여 호기 탈질조(12)로 일정량이 연속적으로 공급되며;The livestock wastewater stored in the second storage tank is continuously supplied to the
상기 호기 탈질조(12)는 완전혼합반응조로 하고, 호기 탈질조(12)의 바닥에는 공기 공급을 위한 산기장치1(15)를 균등하게 설치하고, 가변 풍량 송풍기(16)에 배관으로 연결하고, 호기 탈질조(12)내에는 ORP측정기(13)와 혼합액 농도계(14)를 설치하고, ORP측정기의 측정신호는 가변 풍량 송풍기(16)과 자동연동운전이 되게 하여, 호기 탈질조(12) 내의 축산폐수의 ORP값은 300mV(수소전극 기준)로 일정하게 유지하고;The
상기 호기 탈질조(12)를 통과한 축산폐수는 포기조(17)로 이송되고, 포기조(17)의 바닥에는 산기장치2(19)를 설치하고, 산기장치2는 배관으로 포기 송풍기1(20)에 연결하고, 포기조의 수중에는 DO측정기(18)을 설치하고, 포기조(17)내의 축산폐수의 DO값은 2mg/L 이상이 되게 하고;The livestock wastewater that has passed through the
상기 포기조(17)을 통과한 축산폐수는 탈기조1(21)로 이송되어 탈기된 후 응집 반응조1(22)를 거쳐 중력식 침전지(24)로 이송되어 침전이 되면서, 상등수는 호기 탈질조2 (29)로 이송되고, 침전된 슬러지는 슬러지 반송펌프(26)을 통하여 상기 호기 탈질조(12)로 반송되고, 상등수의 일부는 반송수 펌프(25)를 통하여 탈기조 1(21)로 반송하고;The livestock wastewater that passed through the aeration tank 17 is transferred to the degassing tank 1 (21) and then degassed and then transferred to the gravity-
상기 호기 탈질조2(29)는 완전혼합반응조로 하고, 호기 탈질조2(29)의 바닥에는 공기 공급을 위한 산기장치3(34)를 균등하게 설치하고, 가변 풍량 송풍기2(35)에 배관으로 연결하고, 호기 탈질조2(29)내에는 ORP측정기(30)과 혼합액 농도계(31)을 설치하고, ORP측정기의 측정신호는 가변 풍량 송풍기2(35)와 자동연동운전이 되게 하여, 호기 탈질조2(29) 내의 축산폐수의 ORP값은 300mV(수소전극 기준)로 일정하게 유지하고;The exhalation denitrification tank 2 (29) is a complete mixing reaction tank, and an equalizer 3 (34) for supplying air is equally installed at the bottom of the aerobic denitrification tank 2 (29), and piped to the variable air volume blower 2 (35). The
상기 호기 탈질조2(29)를 통과한 축산폐수는 포기조2(36)으로 이송되고, 포기조2(36)의 바닥에는 산기장치4(38)을 설치하고, 산기장치4는 배관으로 포기 송풍기2(39)에 연결하고, 포기조의 수중에는 DO측정기(37)을 설치하고, 포기조2(36)내의 축산폐수의 DO값은 2mg/L 이상이 되게 하고;The livestock wastewater that has passed through the exhalation denitrification tank 2 (29) is transferred to the aeration tank 2 (36), and at the bottom of the aeration tank 2 (36), an air diffuser 4 (38) is installed, and the
상기 호기 탈질조2(29)에는 알칼리제 주입기(32)와 메탄올 주입기(33)을 연결하고;An alkaline injector (32) and a methanol injector (33) are connected to the exhalation denitrification tank (2);
상기 포기조2(36)을 통과한 축산폐수는 중력식 침전지2(40)으로 이송되어 침전이 되면서, 상등수는 다음 공정인 혼화지(43)으로 이송되고, 침전된 슬러지는 슬러지 반송펌프2(41)에 의하여 상기 호기 탈질조2(29)로 반송되며;The livestock wastewater passing through the aeration tank 2 (36) is transferred to the gravity-type sedimentation basin 2 (40) and precipitated, and the supernatant is transferred to the
상기 혼화지(43)으로 이송된 축산폐수는 금속염 응집제 주입기(46)에서 공급된 금속염 응집제(염화 제1철 또는 염화 제2철) 와 급속히 혼합되고, 다음의 탈기조2(44)에서 5∼10분간 급속히 교반하면서 가스를 탈기시킨 후, 플록 성장조(45)로 이송하여 고분자 응집제 주입기(47)에서 공급된 고분자 응집제와 반응하여 커다란 플록을 형성하고 응집 침전지(48)로 이송되어 상등수와 슬러지로 분리되고;The livestock wastewater conveyed to the
상기 응집 침전지(48에서 침전된 슬러지는 잉여 슬러지펌프2(49)를 통하여 슬러지 저류조(51)로 이송하고; 및The sludge precipitated in the
상기 응집 침전지(48)를 통과한 축산폐수의 상등수는 3차 처리장치(50)에서 처리한 다음 방류하는 것을 특징으로 하는 호기탈질을 이용한 축산폐수 처리장치를 제공한다.The supernatant of the livestock wastewater passing through the
본 발명에 대하여 그 구성 및 작용을 [도면1] 에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The configuration and operation of the present invention will be described in detail based on [Fig. 1].
축산폐수 또는 분뇨는 (이하 축산폐수 라 칭한다) 이송차량으로 투입구(1)에 투입하게 하고, 투입구(1)에 투입된 축산폐수는 협잡물 종합처리기리(2)에서 협잡물 및 모래, 씨앗 등이 제거된 다음 독성 감시조(3)을 거쳐 1 저류조(4)로 이송되어 일시 저장된다.Livestock wastewater or manure (hereinafter referred to as livestock wastewater) is introduced into the inlet (1) as a transport vehicle, and the livestock wastewater injected into the inlet (1) is free of contaminants, sand, seeds, etc. Next, it is transferred to one
상기 1 저류조에 저장된 축산폐수는 이송펌프(5)를 통하여 혼합기(7)과 원심분리기(8)로 이송되게 하였고, 혼합기(7)에는 약품주입장치(6)를 연결하여 약품과 축산폐수가 혼합되게 하였다.The livestock wastewater stored in the first storage tank was transferred to the
원심분리기(8)에서 슬러지가 분리된 축산폐수는 2저류조(9)로 이송되어 일시 저류되고, 분리된 슬러지는 슬러지 이송장치(8-1)을 통하여 협잡물 등 저장실(10)로 이송되어 저장된다.The livestock wastewater from which the sludge is separated in the
2저류조(9)에 저류된 축산폐수는 공급펌프(11)을 통하여 호기 탈질조(12)로 이송하고, 유량계(11-1)로 이송량을 계량한다.The livestock wastewater stored in the two
호기 탈질조(12)에서는 ORP측정기(13)과 가변풍량 송풍기(16)가 자동연동 운전하면서, 바닥에 설치한 산기장치1(15)에 공기를 공급하여, 호기 탈질조 내의 축산폐수가 일정한 ORP값을 유지하도록 하였다.In the
호기 탈질조(12)를 통과한 축산폐수는 다음 공정인 포기조(17)로 이송되고, 포기조 내에는 DO측정기(18)을 설치하였고, 바닥에는 산기장치2(19)를 균등한 간격으로 설치하였고, 산기장치2(19)는 배관으로 포기 송풍기1(20)에 연결하였다.The livestock wastewater that passed through the
포기조(17)을 통과한 축산폐수는 탈기조1(21)로 이송하여, 탈기한 다음 응집조(22)를 거쳐 중력식 침전지(24)로 이송되어 상등수와 침전되는 슬러지로 구분되고, 상등수는 다음 공정인 호기 탈질조2(29)로 이송되고, 상등수의 일부는 반송수 펌프(25)에 의하여 상기 탈기조1(21)로 반송되게 하고, 침전된 슬러지는 슬러지 반송펌프(26)과 슬러지 반송 유량계(27)을 통하여 상기 호기 탈질조(12)로 반송한다.The livestock wastewater passing through the aeration tank 17 is transferred to the degassing tank 1 (21), degassed, and then transferred to the
호기 탈질조2(29)에는 ORP측정기(30)과 혼합액 농도계(31)을 설치하고, 바닥에는 산기장치3(34)를 설치하고 배관으로 가변풍량 송풍기2(35)에 연결하고, 상기 ORP측정기(30)과 가변풍량 송풍기(35)는 자동 연동운전이 되도록하여 호기 탈질조(29)내의 ORP값을 일정하게 유지하도록 하였다.
호기 탈질조2(29)를 통과한 축산페수는 포기조2(36)으로 이송되고, 포기조2(36)내에는 DO측정기(37)을 설치하고, 바닥에는 산기장치4(38)을 설치하고 배관으로 포기 송풍기2(39)에 연결하였다.The livestock wastewater that passed through the aerobic denitrification tank 2 (29) is transferred to the aeration tank 2 (36), a
포기조2(36)을 통과한 축산폐수는 중력식 침전지2(40)으로이송되어, 상등수와 침전 슬러지로 분리되어, 상등수는 혼화지(43)으로 이송되고, 슬러지는 슬러지 반송 펌프2(41)을 통하여 호기 탈질조 2(29)로 반송된다.The livestock wastewater that has passed through the aeration tank 2 (36) is transferred to the gravity sedimentation basin 2 (40), and is separated into supernatant and sedimentation sludge, and the supernatant is transferred to the
혼화지(43)에는 급속교반을 위한 혼화기( 도시하지 않음)를 설치하였고, 금속염 응집제 주입기(46)과 연결하였다.The mixing
혼화지(43)을 통과한 축산폐수는 탈기조2(44)로 이송되고, 탈기조2(44)에는 탈기를 위한 교반기를 설치하였다.(도시하지 않음)The livestock wastewater passing through the
탈기조(44)를 통과한 축산폐수는 플록 성장조(45)로 이송되고, 플록 성장조(45)에는 완속 교반기(도시하지 않음)를 설치하였다.The livestock wastewater which passed the
플록 성장조(45)를 통과한 축산 폐수는 응집 침전지(48)로 이송되어, 상등수와 슬러지로 분리되고, 상등수는 3차처리 장치로 이송되어 3차 처리된 다음 방류하도록 하였고, 침전된 슬러지는 잉여 슬러지 펌프3(49)를 통하여 슬러지 저류조(51)로 이송하였다.The livestock wastewater passing through the
상기 중력식 침전지(24)에서 침전된 슬러지의 일부와 상기 중력식 침전지2(40)에서 침전된 슬러지의 일부도 잉여 슬러지로서, 슬러지 저류조(51)로 이송하게 하였다.Part of the sludge precipitated in the
슬러지 저류조에 저류된 슬러지는 농축 탈수장치(52)에서 탈수 한 다음 탈수 케이크를 반출하도록 하였다.The sludge stored in the sludge storage tank was dehydrated in the
본 발명의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention in detail as follows.
축산폐수 수거차량( 일반적으로 중소규모 축산폐수 처리장은 수거 차량을 이용하여 축산폐수나 분뇨를 수거한다)의 축산폐수를 투입구(1)에 투입하면 협잡물 종합처리기(2)가 작동하면서, 축산폐수중의 협잡물, 씨앗, 모래 등의 이물질을 제 거하고, 이물질이 제거된 축산폐수는 독성 감시조(3)으로 이송되어 독성 감시조(3)을 거쳐 1저류조(4)로 이송된다.Livestock wastewater collection vehicles (generally, small and medium-sized livestock wastewater treatment plants collect livestock wastewater or manure by means of a collection vehicle), and when the livestock wastewater is injected into the inlet (1), the contaminant synthesis processor (2) operates, After removing foreign substances such as contaminants, seeds and sand, the livestock wastewater from which the foreign substances are removed is transferred to the toxic monitoring tank (3) and is transferred to the first storage tank (4) through the toxic monitoring tank (3).
독성 감시조(3)에 설치한 독성 감지장치(3-1)은 미생물의 호흡작용을 이용한 것으로 미생물에 유해한 독성물질이 포함된 축산폐수가 유입되면, 미생물이 유해물질의 저해를 받아 즉시 호흡 속도가 감소하므로 독성 감지장치에 나타난다.Toxic monitoring device (3-1) installed in the toxic monitoring tank (3-1) uses the respiratory action of microorganisms, and when livestock wastewater containing toxic substances harmful to microorganisms flows in, the microorganisms are inhibited by harmful substances and immediately respiration rate Decreases and appears on the toxic sensor.
독성 물질이 유입되면 이렇게 즉시 감시가 가능하므로 운전자는 해당 수거 차량의 축산폐수 투입을 중지하고 대책을 세우게 되므로, 독성 물질 유입에 따른 축산폐수처리시설의 가동중단이나 처리 효율 저하를 미연에 방지할 수 있는 것이다.As toxic substances can be monitored immediately, the driver can stop the livestock wastewater from the collection vehicle and take countermeasures, thus preventing the livestock wastewater treatment plant from operating due to the inflow of toxic substances and reducing the treatment efficiency. It is.
1 저류조(4)는 유입된 축산폐수의 유해물질이 충분히 자연적으로 분해될 수 있도록 긴 시간을 저류시키는데 통상적으로 7일 이상을 저류시킨다.1 The
1 저류조(4)에 저류되었던 축산폐수는 이송 펌프(5)로 양수되어 혼합기(7)을 거쳐 원심분리기(8)로 이송된다.The livestock wastewater stored in the
혼합기(7)에서는 약품주입장치(6)에서 공급된 수용성 고분자 응집제( 폴리머)와 축산폐수가 급속히 혼합되어 응집이 일어나며, 응집된 축산폐수가 원심분리기(8)에 유입되어, 원심력의 작용으로 고형물은 슬러지로 배출이 되고, 상등수는 2 저류조(9)로 이송되어 저류된다.In the mixer (7), the water-soluble polymer flocculant (polymer) supplied from the chemical injection device (6) and the livestock waste water are rapidly mixed to cause agglomeration, and the agglomerated livestock waste water flows into the centrifuge (8), and the solids are formed by the action of centrifugal force. The silver is discharged to the sludge, and the supernatant is transferred to the two
축산폐수의 투입기에의 투입이나 원심 분리기 운전은 주로 주간근무 시간에 시행하고 하루 분을 주간시간에 처리하기 때문에, 하루 분 이상의 저류설이 필요하다.Feeding livestock waste into the feeder or operating the centrifugal separator is usually carried out during the weekly working hours and daily minutes are processed, so more than one minute of storage is required.
2저류조(9)에 저류된 축산폐수는 공급펌프(11)로 양수되고, 유량계(11-1)에서 계량이 되면서 일정한 양이, 1일 24시간동안 연속적으로 호기 탈질조(12)로 공급된다.The livestock wastewater stored in the two
호기 탈질조(12)로 이송된 축산폐수는 가변 풍량 송풍기(16)과 산기장치1(15) 및 ORP측정기(13)의 연동 자동운전으로, 완전 혼합이 이루어지면서 항상 ORP값이 (+)300mV로 일정하게 유지되면서, Nitrosomonas 균의 작용으로 호기 탈질 작용이 일어나게 된다.The livestock wastewater transported to the
니트로소모나스(nitrosomonas) 세균은 통성 호기성 세균으로 충분한 호기 상태에서는 암모니아성 질소를 아질산으로 산화하는 작용을 하지만 용존 산소 농도가 부족한 제한호기 상태에서는 암모니아성 질소를 산화함과 동시에 탈질을 하는 것으로 밝혀졌으며 시험결과 ORP값이 +300mV일때 가장 활발한 호기 탈질작용이 있는 것으로 알려져 있다.Nitrosomonas bacterium is an aerobic aerobic bacterium that oxidizes ammonia nitrogen to nitrite in a sufficient aerobic state, but it is found to oxidize and denitrify ammonia nitrogen in a limited aerobic state that lacks dissolved oxygen. As a result of the test, when the ORP value is + 300mV, the most active exhalation is known.
그러나 제한 호기 상태에서는 미생물의 증식이 느려지기 때문에 미생물량 확보 와 충분한 반응을 위해서는 긴 체류시간이 필요하기 된다.However, in a limited aerobic state, the growth of microorganisms is slowed down, so a long residence time is required to secure the microbial mass and to perform a sufficient reaction.
통상적으로 nitrosomonas는 용존 산소농도 0.5mg O2/L에서는 증식속도가 낮아지는데 ORP값이 +300mV일때의 용존 산소 농도는 유기물 함량과 미생물 농도에 따라 다르기는 하지만 0.3∼0.7mg /L이기 때문에 nitrosomonas의 성장속도가 느린 영역과 겹침을 알 수 있다.In general, nitrosomonas has a slow growth rate at a dissolved oxygen concentration of 0.5 mg O 2 / L. Since the dissolved oxygen concentration at an ORP value of +300 mV is 0.3 to 0.7 mg / L, depending on the organic content and the microbial concentration, Overlap with slow growth areas.
일반적인 하수처리장이나 폐수처리장의 미생물 반응조는 하, 폐수의 농도가 낮고 반응조의 체류시간이 짧아서 호기 탈질을 그대로 적용하기가 어렵지만 축산폐수처리시설이나 분뇨처리장의 미생물 반응조의 수리학적 체류시간은 15∼30일로 매우 길기 때문에 호기 탈질을 적용하는데 매우 적합한 것이다.Microbial reaction tanks in general sewage and wastewater treatment plants are difficult to apply aerobic denitrification due to low concentrations of wastewater and wastewater and short residence times in the reaction tanks, but the hydraulic residence time of microbial reaction tanks in livestock wastewater treatment facilities or manure treatment plants is 15-30. As it is very long in work, it is very suitable for applying aerobic denitrification.
반면에 nitrosomonas는 독성 물질에 영향을 받기 쉽기 때문에, 독성 물질 유입 가능성이 낮은 하수처리장에서는 독성의 영향이 별 문제가 없으나, 축산 농가에서 가축의 질병예방을 위하여, 살균제나 살충제, 소독제등을 수시로 사용하여 이런 독성 물질이 함께 포함된 축산폐수를 처리하는 축산폐수 처리장에서는 독성물질의 유입을 방지하여야, nitrosomonas를 이용한 효율적인 처리가 가능하다.On the other hand, nitrosomonas is susceptible to toxic substances, so the effects of toxic effects are not a problem in sewage treatment plants with low potential for toxic substances. However, fungicides, insecticides and disinfectants are often used to prevent livestock diseases in livestock farms. Therefore, in the livestock wastewater treatment plant that treats livestock wastewater containing these toxic substances, it is necessary to prevent the influx of toxic substances, so that efficient treatment with nitrosomonas is possible.
또한 축산폐수처리장의 총인(T-P) 유입농도는 수백mg/L정도로 높아서 생물학적으로 제거하는 데에는 한계가 있으나, 축산폐수의 높은 색도는 생물학적으로 처리가 잘 안되어 염화 제2철등의 응집제를 주입하여 색도를 제거하는데, 이러한 응집제를 주입하면 인도 함께 제거되기 때문에 축산폐수처리장의 인은 주로 응집제를 이용한 화학적 처리가 적합하다.In addition, the total phosphorus (TP) inflow concentration of livestock wastewater treatment plant is high in the order of several hundred mg / L, and there is a limit to biological removal. However, the high color of livestock wastewater is not biologically treated, and the color is injected by injecting a coagulant such as ferric chloride. In the case of injecting these flocculants, the phosphorus in the livestock wastewater treatment plant is mainly suitable for chemical treatment using flocculents.
호기 탈질 효율은 90% 이상으로 높기 때문에, 고농도의 질소가 포함된 축산폐수의 질소 제거 방법으로는 매우 유용한 것이며, 호기 탈질 공정을 2단으로 설치하면, 축산폐수의 방류수질 기준에 적합한 질소 농도까지 낮출 수 있다.Since the aerobic denitrification efficiency is higher than 90%, it is very useful as a nitrogen removal method of livestock wastewater containing high concentration of nitrogen, and when the aerobic denitrification process is installed in two stages, the nitrogen concentration suitable for the discharge water quality standard of livestock wastewater is reached. Can be lowered.
호기 탈질조(12)에는 nitrosomonas외에도 일반 호기성 미생물도 함께 서식하기 때문에 질소 외에도 유기물이 동시에 제거된다.In addition to nitrosomonas, the
질소 및 유기물이 제거된 축산폐수는 포기조(17)에서 용존 산소 농도가 1∼ 2mg/L로 높게 포기되면서 축산폐수중의 잔존 암모니아(NH4-N)를 질산화 시키고, 미생물의 활성을 높인 다음에 침전지로 이송한다.The livestock wastewater from which nitrogen and organics have been removed is nitrified to the residual ammonia (NH 4 -N) in the livestock wastewater with high dissolved oxygen concentration of 1 to 2 mg / L in the aeration tank (17), Transfer to settling basin.
침전지에서 상등수와 슬러지로 분리하기 위하여, 중력식 침전지를 사용할 경우 다음과 같은 이유로 침전이 잘 안 된다.If sedimentation basins are separated into supernatant and sludge, gravity sedimentation basins do not settle well for the following reasons:
호기 탈질조에서 처리된 축산폐수는 혼합액 농도가 일반적으로 5,000mg/L이상으로 높고, 슬러지 중에 가스가 부착되어 있기도 하여, 침전이 잘 안되고 부상하기도 하고 침전이 되더라도 수면 상에 스컴이 다량 발생하기도 한다.The livestock wastewater treated in an aerobic denitrification tank has a high mixed liquor concentration of more than 5,000 mg / L, and also has a gas attached to the sludge, which leads to poor sedimentation, flotation, and a large amount of scum on the surface even if settled. .
본 발명에서는 이런 문제를 해결하기 위하여 2개의 기법을 사용하였는데, 한 가지는 축산폐수를 탈기조에서 5∼10분간 급속 교반하면서 탈기하는 것이고, 또 한 가지는 축산폐수에 상등수를 30∼50% 혼합하여 농도를 낮추고 축산폐수의 슬러지를 세척함으로써 침전성을 향상시킨 것이다.In the present invention, two techniques are used to solve this problem, one of which is to degas the livestock wastewater with rapid stirring for 5 to 10 minutes in a degassing tank, and the other is the concentration of 30-50% of the supernatant mixed with the livestock wastewater. Lowering and improving the sedimentation by washing the sludge of livestock wastewater.
벤치 실험에 의하면 [도면2]에서 보는 바와 같이, 그림 a 는 축산폐수를 그대로 중력 침전하여 30분이 경과한 모양이고, b는 상등수30%혼합 및 탈기 후 중력 침전하여 30분이 경과한 모양이고, c는 상등수 50% (상등수 50%, 축산폐수50%)혼합 및 탈기 후 30분이 경과한 모양이고, d는 상등수 50% 혼합, 응집제 주입, 탈기 후 중력 침전하여 30분이 경과한 모양이다.According to the bench experiment, as shown in [Fig. 2], Figure a shows that 30 minutes have elapsed by gravity precipitation of livestock waste water as it is, b is 30 hours has elapsed due to gravity precipitation after mixing 30% of supernatant and degassing,
상기 그림에서 보는 바와 같이 미생물 반응조의 축산폐수(혼합액)를 그대로 중력 침전시킨 a의 경우는 다량의 스컴이 발생하였고, 30%상등수 혼합 및 탈기후 중력 침전 시킨 b의 경우는 약간의 스컴이 발생하였고, 50%상등수 혼합 및 탈기 후 중력 침전 시킨 c의 경우는 침전이 양호하고 수면에 스컴 발생도 없었으며, 50%상등수 혼합 및 염화제2철 주입, 탈기후 중력 침전시킨 d의 경우는 침전 슬러지 층이 더욱 농축되고 수면에 스컴 발생도 없이 상등수가 매우 깨끗하였다.As shown in the figure, a large amount of scum was generated in the case of gravity precipitated in the livestock wastewater (mixture) of the microbial reactor, and a little scum occurred in the case of gravity precipitated after mixing with 30% supernatant. , 50% supernatant water mixing and degassing after degassing, c precipitated well and there was no scum on the surface. 50% supernatant water mixing, ferric chloride injection, and gravity settled after degassing, precipitated sludge layer This was more concentrated and the supernatant was very clean without scum on the surface.
호기 탈질조(12)에서 유출된 축산폐수는 탈기조1(21)에서 5∼10분간 급속 교반되면서 축산폐수중의 가스를 탈기시키고, 응집조(23)을 거쳐 중력식 침전지24)로 이송되어 침전이 시작된다.The livestock wastewater discharged from the
상기에서 설명한 것처럼 축산폐수는 그대로는 침전이 잘 안되므로 상등수의 50∼100%를 반송수 펌프(25)를 이용하여 탈기조1(21)로 반송하여 탈기조1(21)에서 축산폐수와 함께 혼합하고 탈기하여 중력식 침전지(24)로 이송하여 침전을 시켜서, 상등수와 슬러지의 분리가 잘 일어나게 하였다.As described above, the livestock wastewater is not easily precipitated as it is, so 50 to 100% of the supernatant is returned to the degassing tank 1 (21) using the
[도면1] 중의 응집조(22)와 고분자 응집제 주입기(23)은 축산폐수의 수질이 악화되어 침전성이 불량하게 되는 경우에 대비한 비상용 설비이다.The
중력식 침전지(24)에서 침전된 슬러지는 슬러지 반송펌프(26)을 통하여 상기 호기 탈질조(12)로 반송되어 혼합액 농도를 일정하게 유지하는 역할을 한다.The sludge precipitated in the
중력식 침전지(24)에서 유출된 축산폐수(상등수)는 호기 탈질조2(29)로 이송되어 상기 호기 탈질조(12)에서와 같은 과정을 거쳐서, 호기 탈질에 의하여 질소가 제거되고 유기물도 제거된다.The livestock wastewater (supernatant) flowing out of the
호기 탈질조2(29)의 축산 폐수는 질소농도에 비하여 유기물이 부족하거나 pH가 낮은 경우에 대비하여, 알칼리제 주입기(32)와 메탄올 주입기(33)을 설치하여 필요한 경우에 호기 탈질조2(29)에 주입할 수 있게 하였다.The livestock wastewater of the aerobic denitrification tank 2 (29) is provided with an
호기 탈질조2(29)에서 유출된 축산폐수는 포기조2(36)에서 충분히 포기되어 호기성 상태에서 중력식 침전지(40)으로 이송되고, 중력식 침전지2(40)에서 상등수와 슬러지로 분리되어 상등수는 혼화지(43)으로 이송되고, 침전된 슬러지는 호기 탈질조2(29)로 반송되어 혼합액 농도를 일정하게 유지한다.The livestock wastewater discharged from the aerobic denitrification tank 2 (29) is sufficiently abandoned in the aeration tank 2 (36) and transferred to the
호기 탈질조2(29)와 포기조2(36)에서 처리된 축산폐수는 유기물 및 질소가 거의 다 제거되고 농도도 호기 탈질조(12)보다는 낮으므로 중력식 침전이 잘된다.The livestock wastewater treated in the aerobic denitrification tank 2 (29) and the aeration tank 2 (36) has almost no organic matter and nitrogen, and the concentration is lower than that of the aerobic denitrification tank (12).
혼화조(43)에 유입된 축산폐수에는 인과 색도가 많이 포함되어 있어서 이들 물질을 제거하여야 한다.Livestock wastewater introduced into the mixing
인은 인 1mole당 염화 제2철 등의 금속염 응집제1mole의 비율로 주입하면 불용성 화합물을 형성하여 침전되어 제거되고, 색도는 염화제2철을 400∼700mg/L주입하면 효과적으로 제거된다.When phosphorus is injected at a ratio of 1 mole of metal salt coagulant such as ferric chloride per mole of phosphorus, insoluble compounds are formed and precipitated and removed, and color is effectively removed by injecting ferric chloride with 400 to 700 mg / L.
염화 제2철 등의 응집제를 주입하면 화학 반응을 일으키면서 상당한 양의 탄산가스를 발생하게 되는데 축산폐수와 같이 높은 농도로 응집제를 주입하는 공정에서는 이 탄산가스 량이 많아서 이것이 축산폐수의 혼합액중의 고형물질에 부착하여 중력식 침전을 방해하고 수면에 다량의 스컴을 발생하게 한다.When a coagulant such as ferric chloride is injected, a large amount of carbon dioxide is generated while a chemical reaction occurs. In the process of injecting a coagulant at a high concentration such as livestock wastewater, the amount of carbon dioxide is large, which is a solid in the mixed liquid of the livestock wastewater. It attaches to the material, hinders gravity precipitation and generates large amounts of scum on the surface of the water.
본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여, 혼화지(43)에 금속염 응집제(염화제2철)을 주입하여 혼합한 다음 탈기조(44)에서 5∼10분간 급속교반하면서 금속염 응집제 주입시 발생한 탄산가스를 완전하게 탈기한 다음, 플럭 성장조(45)에 고분자 응집제( 폴리머)를 주입하면서 저속으로 교반하여 커다랗고 무거운 플록으로 성장시킨 후 응집 침전지(48)로 이송하여 상등수와 슬러지로 분리하여, 상등수 는 후속 공정인 3차 처리장치(50)에서 처리 된 다음 방류하고, 침전된 슬러지는 잉여 슬러지 펌프2(49)로 슬러지 저류조(51)로 압송하여 저류한 다음 농축탈수장치(52)에서 탈수 하여 탈수 케이크는 외부로 반출 처분한다.In order to solve this problem, in the present invention, a carbon salt coagulant (ferric chloride) is injected into the
본 발명은 도면에 의하여 상세한 설명을 함으로서 특정한 구조의 실시예에 대하여 설명이 치우친 면이 있으며, 당 업자라면 본 발명의 취치를 벗어나지 않고도 예를 들면 제한 호기조에 미생물 담체를 충진 한다든지 회전 생물막 접촉장치를 설치한다든지 하는 등 무한한 변형이나 변경이 가능할 것이므로 그러한 변형이나 변경 등은 모두 본 발명의 보호 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Detailed Description of the Invention The present invention has a side biased with respect to embodiments of a specific structure by the following detailed description, and those skilled in the art, for example, can fill a microbial carrier in a limited aerobic tank or rotate a biofilm contact device without departing from the spirit of the present invention. Infinite variations or modifications will be possible, such as the provision of such modifications or variations will be construed as being included in the protection scope of the present invention.
본 발명은 유입되는 축산폐수의 독성 포함여부를 신속히 감시하고, 호기탈질을 하여, 내부순환 없이도 유기물과 질소의 제거율을 높이고, 주변에서 흔히 구할 수 있는 미생물을 이용하여 처리하고, 중력식 침전지와 응집침전지를 사용하여 고액분리 및 색도와 인을 제거함으로서, 질소 와 인의 제거율이 높고, 상등수 수질이 깨끗하고, 운전이 용이하고 운전비용 및 건설비가 저렴하여 경제적인 분뇨 및 축산폐수처리가 가능한 효과가 있다.The present invention is to quickly monitor the toxicity of the livestock wastewater, including aerobic denitrification, to increase the removal rate of organic matter and nitrogen without internal circulation, and to process using microorganisms commonly available in the surrounding, gravity sedimentation and flocculation sedimentation By using solid-liquid separation and removal of color and phosphorus, high removal rate of nitrogen and phosphorus, high water quality of clean water, easy operation, low operating cost and construction cost, economical manure and livestock wastewater treatment is possible.
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