KR100883979B1 - 알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 하·폐수 슬러지감량화 방법 및 장치 - Google Patents

알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 하·폐수 슬러지감량화 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100883979B1
KR100883979B1 KR1020070073678A KR20070073678A KR100883979B1 KR 100883979 B1 KR100883979 B1 KR 100883979B1 KR 1020070073678 A KR1020070073678 A KR 1020070073678A KR 20070073678 A KR20070073678 A KR 20070073678A KR 100883979 B1 KR100883979 B1 KR 100883979B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sludge
hydrolysis
ultrasonic
hydrolysis tank
wastewater
Prior art date
Application number
KR1020070073678A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090010519A (ko
Inventor
영 균 유
박종웅
Original Assignee
(주)이코스텍
박종웅
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)이코스텍, 박종웅 filed Critical (주)이코스텍
Priority to KR1020070073678A priority Critical patent/KR100883979B1/ko
Publication of KR20090010519A publication Critical patent/KR20090010519A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100883979B1 publication Critical patent/KR100883979B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/14Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents
    • C02F11/143Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents using inorganic substances
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/15Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by treatment with electric, magnetic or electromagnetic fields; by treatment with ultrasonic waves
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/002Construction details of the apparatus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00Specific treatment goals
    • C02F2303/06Sludge reduction, e.g. by lysis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00Specific treatment goals
    • C02F2303/26Reducing the size of particles, liquid droplets or bubbles, e.g. by crushing, grinding, spraying, creation of microbubbles or nanobubbles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/20Sludge processing

Abstract

본 발명은 하·폐수처리시설에서 발생하는 반송 및 농축 슬러지를 감량화하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반송 및 농축 슬러지에 알칼리제를 첨가하여 가수분해함과 아울러 알칼리제가 첨가된 슬러지 중 완전히 가수분해되지 않은 침전 슬러지를 인출하여 미세하게 분쇄하거나, 이 분쇄 슬러지에 초음파를 조사하여 용존성 물질로의 가용화를 촉진하는 감량화 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 하·폐수 슬러지 감량화 장치는, 상기 하·폐수의 농축 슬러지를 주입하기 위한 슬러지 주입관과 소정 알칼리제를 투입하기 위한 알칼리제 유입관과, 상기 농축 슬러지와 알칼리제를 혼합하기 위한 교반기가 설치된 소정 크기의 가수분해조와; 상기 가수분해조의 하부로 침전된 침전 슬러지를 인출하여 순환하도록 일단은 상기 가수분해조의 하부에 연통되게 설치되고 타단은 상기 가수분해조의 상부에 연통되게 설치된 슬러지 순환관과; 상기 슬러지 순환관 상에 설치되어 상기 가수분해조로부터 침전 슬러지를 강제로 인출하여 순환시키는 슬러지 순환펌프와; 상기 슬러지 순환관 상에 설치되어 상기 슬러지 순환펌프에 의해 이송되는 침전 슬러지를 미세하게 분쇄하는 슬러지 분쇄기와; 상기 슬러지 순환관 상에 설치되어 상기 슬러지 분쇄기에 의해 미세하게 분쇄된 분쇄 슬러지에 초음파를 직접 조사하는 초음파 처리기 및; 상기 가수분해조의 상부에 설치되어 가수분해된 가용화액을 외부로 배출하는 가용화액 배출관을 포 함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
분쇄장치 초음파장치, 알칼리 가수분해, 슬러지 감량화

Description

알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 하·폐수 슬러지 감량화 방법 및 장치{The decreasing method of wastewater sludge by grinding and ultrasonic process added alkali and the apparatus thereof}
본 발명은 하·폐수처리시설에서 발생하는 반송 및 농축 슬러지를 감량화하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반송 및 농축 슬러지에 알칼리제를 첨가하여 가수분해함과 아울러 알칼리제가 첨가된 슬러지 중 가수분해되지 않은 침전 슬러지를 인출하여 미세하게 분쇄하거나 초음파를 조사하여 용존성 물질로의 가용화를 촉진하여 감량화하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 하·폐수처리시설에서 배출되는 슬러지는 하·폐수 중의 오염물질을 고형분으로 분리·제거하는 처리과정에서 필연적으로 발생하는 부산물이다. 따라서 이 슬러지가 최종적으로 처분되어야만 하·폐수 처리가 완벽하게 이루어졌다고 할 수 있다.
이러한 슬러지를 처리하는 시스템은 농축, 소화, 탈수, 건조, 소각, 처분 등의 단위공정으로 구성된다. 이러한 슬러지 처리시스템은 최종 생성물로서 슬러지 케익을 생성한다. 그리고 이 슬러지 케익은 매립하거나 해양 투기함으로써 최종적 으로 처리된다. 그러나 최근에는 슬러지를 바로 매립할 수 없고 소각이나 퇴비화 처리 후 잔재물만 매립하도록 하고 있다. 또한 슬러지를 해양 투기하는 것 역시 제한될 것으로 예상된다. 그러므로 슬러지 처리시스템에서 생산되는 최종 생성물을 감량화하는 것이 절실히 요구되고 있다.
한편, 하·폐수 슬러지를 구성하는 미생물은 견고한 세포벽으로 둘러싸여 있기 때문에 생분해성이 낮고, 세포 내부 수(水)나 간극 수(水) 등과 같은 부착수(bound water)의 함량이 높으며 친수성이 높아 탈수나 고액 분리가 용이하지 않다. 이러한 슬러지의 특성을 고려하여 하·폐수 슬러지 처리 시스템의 선단에는 반드시 슬러지 전처리 공정을 추가하고 있다. 즉, 슬러지 전처리의 목적은 세포벽을 파괴하여 세포 구성 물질들의 가수분해를 촉진시켜 슬러지의 생분해성을 높이기 위한 것이다. 본 발명은 이러한 슬러지 전처리 방법과 관련된다.
현재까지 연구된 주요 슬러지 전처리 방법으로는 오존처리, 초음파처리, 알칼리처리, 열처리, 효소처리, 산 처리, 기계적 분쇄, 염소처리 등과 같은 단일 처리 및 알칼리/초음파 병합처리, 알칼리 열 병합처리 등이 있다.
이 방법들 중에서 오존처리와 초음파처리는 가용화율이 높으며, 초음파 처리는 환경적으로 무해하고, 알칼리 처리는 경제적인 방법으로 알려져 있다. 이러한 예로써, 종래의 기술을 살펴보면 다음과 같다. 대한민국 실용신안 등록번호 20-0405757 침강분리와 초음파 알칼리 가수분해를 이용한 슬러지 감량화 장치를 설명하고 있다.
또한, 일본 공개특허 공보 평 2-99199호 (1990.04.11공개)는 하·폐수 처리 시설에서 발생하는 유기성 오니의 혐기성 처리에 있어서 전처리 방법으로 초음파 처리를 할 경우, 균체 세포벽의 파괴로 가용화가 증진되어 혐기성 분해 효율을 현저히 증진시키고 소화 슬러지 발생을 감소시키는 방법을 설명하고 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 하·폐수 슬러지 전처리 방법에서는 열처리에 의한 에너지 소모가 많거나 약품 비가 과다하게 소요되어 실용성에 대한 문제점에 직면해 있다. 이러한 문제점에 대한 해결방안 중 초음파 처리는 분해 효율이 높고 환경적으로 무해하며, 알칼리 처리는 경제성이 높은 방법으로 알려져 있다. 또한, 알칼리와 초음파를 처리하는 방법은 화학적 및 물리적 처리가 상승작용하여 처리 효율을 향상되는 장점이었다.
그러나 종래의 알칼리/초음파 병합처리에서도 여전히 알칼리제가 많이 소요되고 초음파를 장시간 조사하여야 하므로 에너지 소모량이 많다는 문제점이 있었다.
본 발명자는 종래의 알칼리/초음파 병합처리의 방법을 개선하기 위해서 많은 연구와 실험 끝에 약품과 에너지 사용량을 줄이기 위해서는 가용화 시간을 단축하는 것이 필요한데, 종래 알칼리/초음파 병합처리만으로는 가용화 시간을 단축하는데 한계가 있다는 결론을 얻었다.
또한, 본 발명자는 알칼리제를 혼합한 슬러지, 즉 부분적으로 가수분해된 슬러지를 분쇄기를 이용하여 미세 입자로 분쇄하거나 또는 초음파 처리를 하면 알칼리제와의 상호 상승작용에 의해 가용화 시간을 크게 단축할 수 있다는 것을 알게 되었으며 이를 근거하여 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명은 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 주된 목적은 알칼리제가 혼합된 슬러지를 분쇄기로 미세하게 분쇄하여 슬러지의 입경을 작게 함으로써 알칼리제의 상승작용을 유도하여 가용화 시간을 단축하고 가용화율을 증진시키는 알카리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 슬러지 감량화 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 알칼리제로 처리된 슬러지를 분쇄기로 분쇄함과 아울러 분쇄된 슬러지에 초음파를 직접 조사하여 가용화 시간을 단축하고 가용화율을 높여서 약품 비와 전력 사용량을 크게 절감할 수 있는 알카리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 슬러지 감량화 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 알카리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 슬러지 감량화 방법 및 장치는,
하·폐수의 반송 및 농축 슬러지를 전처리하기 위한 하·폐수 슬러지 전처리 장치에 있어서,
상기 하·폐수의 농축 슬러지를 주입하기 위한 슬러지 주입관과 소정 알칼리제를 투입하기 위한 알칼리제 유입관과, 상기 농축 슬러지와 알칼리제를 혼합하기 위한 교반기가 설치된 소정 크기의 가수분해조와; 상기 가수분해조의 하부로 침전된 침전 슬러지를 인출하여 순환하도록 일단은 상기 가수분해조의 하부에 연통되 게 설치되고 타 단은 상기 가수분해조의 상부에 연통되게 설치된 슬러지 순환관과; 상기 슬러지 순환관 상에 설치되어 상기 가수분해조로부터 침전 슬러지를 강제로 인출하여 순환시키는 슬러지 순환펌프와; 상기 슬러지 순환관 상에 설치되어 상기 슬러지 순환펌프에 의해 이송되는 침전 슬러지를 미세하게 분쇄하는 슬러지 분쇄기와; 상기 슬러지 순환관 상에 설치되어 상기 슬러지 분쇄기에 의해 미세하게 분쇄된 분쇄 슬러지에 초음파를 직접 조사하는 초음파 처리기 및; 상기 가수분해조의 상부에 설치되어 가수분해된 가용화액을 외부로 배출하는 가용화액 배출관을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 가수분해조는 그 내부에 설치된 분리벽에 의해서 슬러지가 유입되는 슬러지 유입부와, 가용화액이 배출되는 가용화액 배출부로 분리되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시 예는, 상기 슬러지 분쇄기에 의해서 분쇄된 분쇄 슬러지를 상기 가수분해조의 슬러지 유입부로 투입할 수 있도록 하는 분쇄 슬러지 순환관을 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예는, 상기 초음파 처리기에 의해서 초음파 처리된 슬러지를 상기 가수분해조의 가용화액 배출부로 투입할 수 있도록 초음파 처리된 초음파 처리 슬러지 순환관을 포함하여 구성된다.
바람직하게, 상기 슬러지 분쇄기는 소정 크기의 분쇄 챔버 내부에 지름 0.6~8mm의 분쇄용 매체(비드)를 80% 정도 충진하고, 모터에 의해서 회전하는 분쇄디스크에 의해서 상기 침전 슬러지와 분쇄용 매체를 함께 회전시켜 분쇄하는 것을 특징으로 한다. 상기 분쇄 챔버 내부 일 측에는 일정 크기 이상의 입경을 갖는 슬러지와 상기 분쇄용 비드가 통과하지 못하는 스크린이 설치된다.
또한, 상기 슬러지 분쇄기의 다른 실시 예는 회전축에 장착된 커터날이 회전함으로써 전단판의 홀을 통과하는 고형물을 파쇄하는 커터형 슬러지 분쇄기인 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 알카리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 슬러지 감량화 방법은, 가수분해조로 유입된 하·폐수 농축 슬러지에 알칼리제를 투입하고 혼합하여 가수분해하는 가수분해단계와; 상기 가수분해단계서 완전하게 가수분해되지 않은 침전 슬러지를 인출하여 미세하게 분쇄하는 슬러지 분쇄단계와; 상기 슬러지 분쇄단계에서 미세 입자로 분쇄된 분쇄 슬러지에 초음파를 직접 방사하여 가용화율을 높이는 초음파 처리단계와; 상기 초음파 처리된 슬러지를 상기 가수분해조로 투입하여 다시 가수분해되도록 하는 슬러지 순환단계와; 상기 가수분해단계에서 가수분해된 가용화액을 외부로 배출하는 가용화액 배출단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시 예는, 상기 슬러지 분쇄단계에서 분쇄된 분쇄 슬러지는 상기 가수분해조의 슬러지 유입부로 투입하여 상기 가수분해단계와 슬러지 분쇄단계를 반복하여 실시하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 다른 실시 예는, 상기 슬러지 분쇄단계에서 분쇄된 분쇄 슬러지는 상기 가수분해조의 슬러지 유입부로 투입하도록 하고, 상기 초음파 처리단계에서 처리된 초음파 처리 슬러지는 상기 가수분해조의 가용화액 배출부로 투입하도 록 구성하며, 농축 슬러지의 종류 및 성상 그리고 요구되는 가용화율에 따라서 선택적으로 운용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 하·폐수 슬러지 감량화 방법 및 장치는, 직면해 있는 슬러지 처리의 근본적인 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 슬러지 원천 감량형 하·폐수 패키지(package)시설에 적용할 경우 슬러지 감량으로 친환경적일 뿐만 아니라 경제성을 높이는 효과가 있다.
본 발명은 가용화 시간을 단축하고 가용화율을 높여서 약품 비와 전력 사용량을 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 하·폐수 슬러지 감량화 방법 및 장치를 상세히 설명한다.
먼저, 도 1은 본 발명에 따른 알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 하·폐수 슬러지 감량화 방법을 보여주는 공정도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 하·폐수 슬러지 감량화 방법은,
하·폐수의 반송 및 농축 슬러지(이하 '농축 슬러지'라 한다)를 가수분해조로 투입하여 알칼리제와 혼합하여 가수분해시키는 가수분해단계(S110);
상기 가수분해단계(S110)에서 완전하게 가수분해되지 않는 침전 슬러지를 인 출하여 지름 1㎛이하의 크기로 분쇄하는 슬러지 분쇄단계(S120);
상기 슬러지 분쇄단계(S120)에서 미세 입자로 분쇄된 분쇄 슬러지에 초음파를 직접 방사하여 가용화 효율을 높이는 초음파 처리단계(S130);
상기 초음파 처리된 초음파 처리 슬러지를 상기 가수분해조로 재투입하여 가수분해되도록 순환시키는 슬러지 순환단계(S140);
상기 가수분해조에서 완전히 가수분해된 가용화액을 외부로 배출하는 가용화액 배출단계(S150)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 가용화액 배출단계(S150)은 각 단계의 구분에 관계없이 연속적으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 가수분해조에서는 교반 공정과 침전 공정이 주기적으로 이루어질 수 있다. 그리고 바람직하게 상기 가용화액 배출단계(S150)는 상기 침전 공정 후에 이루어진다.
한편, 슬러지 분쇄단계(S120)를 거친 분쇄 슬러지는 초음파 처리 단계(S130)를 거치지 않고 직접 가수분해조로 투입되어 가수분해될 수 있다.
또, 상기 가수분해조로 유입된 초음파 처리 슬러지와 분쇄 슬러지는 재차 알칼리제와 혼합되어 가수분해된다. 그리고 가수분해가 완전히 일어나지 않는 침전 슬러지는 다시 슬러지 펌프에 의해 인출되어 상술한 슬러지 분쇄단계(S120)와 초음파 처리단계(S130)를 반복한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 하·폐수 슬러지 감량화 방법은, 가수분해조에서 충분히 가수분해되지 않은 슬러지를 인출하 고 슬러지 분쇄기를 이용하여 미세 입자로 분쇄한 후, 분쇄 슬러지에 초음파를 직접 조사하여 가용화율을 높임으로써 가용화 시간을 최대로 단축하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명은 상술한 가수분해, 슬러지 분쇄 및 초음파 처리 단계를 반복적으로 실시하여 슬러지 감량화율을 최대로 하는 것을 특징으로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 하·폐수 슬러지 감량화 장치를 보여주는 개략적인 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 하·폐수 슬러지 감량화 장치는, 크게 가수분해조(10), 슬러지 분쇄기(20) 및 초음파 처리기(30)를 포함한다.
그리고 상기 가수분해조(10), 슬러지 분쇄기(20) 및 초음파 처리기(30)는 슬러지 순환관(40)을 통해 서로 연통되어 있다. 즉, 상기 슬러지 순환관(40)의 일 단은 상기 가수분해조(10)의 하단에 연통하고, 타 단은 상기 가수분해조(10)의 상단에 연통되어 있다. 그리고 바람직하게 상기 가수분해조(10)와 슬러지 분쇄기(20) 사이에는 슬러지를 강제로 순환시키기 위한 순환펌프(50)가 설치된다.
상기 가수분해조(10)는 가수분해가 일어나는 소정 크기의 반응조로, 그 상부에는 농축 슬러지가 유입되는 농축슬러지 유입관(12), 알칼라제를 투입하는 알칼리제 투입관(13)이 설치된다.
또한, 상기 가수분해조(10)의 내부 상단부에는 소정 높이로 분리벽(15)이 수직하게 설치되어 상기 가수분해조(10)를 슬러지 유입부(A)과 가용화액 유출부(B)로 구획한다.
그리고, 상기 가용화액 유출부(B)에는 가용화액을 배출시키기 위한 가용화액 배출관(16)이 설치된다. 반면, 상기 슬러지 유입부(A)에는 모터에 의해서 회전하는 교반기(17)가 설치된다. 상기 교반기(17)는 농축 슬러지와 알카리제를 혼합하기 위한 것이다. 그리고 상기 가수분해조(10)는 가용화되지 않은 슬러지가 충분히 침강할 수 있는 크기와 구조를 갖는다.
따라서, 상기한 농축슬러지 유입관(12)을 통해서 투입된 농축 슬러지는 상기 알칼리제 투입관(13)을 통해서 투입된 알칼리제와 혼합되어 1차적으로 가수분해된다. 또한, 상기 슬러지 순환관(40)을 통해서 투입된 슬러지는 다시 알칼리제와 혼합되어 재차 가수분해된다. 이때 상기 교반기(17)는 슬러지와 알칼리제가 충분히 혼합될 수 있도록 교반한다. 이어 상기 교반 작용이 완료되면 가수분해된 가용화액은 상부로 부상하여 가용화액 배출관(16)을 통해 외부로 배출된다. 반면 가수분해가 충분히 이루어지지 않는 슬러지는 가수분해조(10)의 하부로 침전된다. 따라서 상기 가수분해조(10)의 하부에서 침전 슬러지를 인출하여 연속 순환시킴으로써 가수분해단계를 반복하게 된다.
한편, 종래 기술에서 설명한 바와 같이, 알칼리 가수분해만으로는 가용화가 신속하고 충분하게 일어나지 않는다. 예를 들어 초기에 투입된 농축 슬러지의 대부분은 가수분해되지 않고 중력에 의해서 가수분해조(10)의 하부로 침전된다. 이때, 상기 슬러지 순환관(40)에 설치된 슬러지 순환펌프(50)는 상기 가수분해조(10)의 하부에 침전되어 있는 침전 슬러지를 인출하여 강제로 순환시킨다.
그리고 상기 침전 슬러지는 상기 슬러지 분쇄기(20)로 이송되어 미세 입자로 분쇄된다. 바람직하게 상기 슬러지 분쇄기(20)는 상기 침전 슬러지를 지름 1㎛이하로 분쇄한다.
상기 슬러지 분쇄기(20)는 바람직한 실시 예는 도 5a에 도시된 바와 같이, 소정 크기의 분쇄 챔버(21) 내부에 지름 0.6~4mm의 분쇄용 매체(비드)(22)를 80~90% 정도 충진하고, 모터(23)에 의해서 회전하는 분쇄디스크(24)에 의해서 상기 침전 슬러지와 분쇄용 매체(22)를 함께 회전시켜 분쇄한다. 여기서 참조번호 25와 26은 침전 슬러지 투입구와 분쇄 슬러지 배출구이고, 27은 다수 개의 분쇄디스크(24)가 소정 간격으로 설치된 회전축이다. 그리고 상기 모터(23)의 구동력은 벨트드라이브(28)을 통해 상기 회전축(24)으로 전달된다. 또한, 바람직하게 상기 분쇄 슬러지 배출구(26) 측 분쇄 챔버(21) 내부에는 일정 크기 예를 들어 지름이 1㎛이상인 침전 슬러지와 분쇄용 비드(22)가 통과하지 못하도록 저지하는 스크린(29)이 설치된다.
따라서 모터(23)에 의해서 구동되는 다수 개의 분쇄디스크(24)가 회전하면, 상기 분쇄 챔버(21) 내부에 충전되어 있는 분쇄용 매체(22)가 침전 슬러지와 충돌하고 마찰하여 분쇄된다. 그리고 분쇄된 슬러지는 상기 스크린(29)를 통과하여 분쇄용 매체(22)와 분리되어 배출되게 된다.
본 발명의 실시 예에서는 전단판에 형성된 틈이나 홀을 슬러지가 통과할 때 회전하는 커터 날로 절단하는 커터형 분쇄기가 사용될 수 있다. 예를 들어 도 5b에서 보는 바와 같이, 커터형 분쇄기(120)는 입구부(122a)와 출구부(122b)가 형성된 소정 크기의 하우징(122)과, 상기 입구부(122a)에 설치되어 하우징(122)으로 유입 되는 슬러지를 분쇄할 수 있도록 모터(129)에 의해서 회전하는 회전축(123)에 설치된 커터 날(124)과, 상기 커터 날(124)과 근접하여 평행으로 설치하되 다수 개의 관통 홀이 형성된 전단판(125)과, 상기 입구부(122a)를 통해 유입된 슬러지 중에서 전단판(125)을 통과하지 못한 큰 입경의 슬러지를 분쇄하는 다수 개의 분쇄날(127)을 포함하여 구성된다.
이와 같이, 본 발명의 슬러지 분쇄기는 처리하고자 하는 슬러지의 종류나 성상 그리고 장치의 규모 및 처리량에 따라 다양한 종류의 분쇄기를 적용할 수 있다.
이어서, 상기 슬러지 분쇄기(20)에서 배출된 분쇄 슬러지는 상기 초음파 처리기(30)로 주입된다. 상기 초음파 처리기(30)는 분쇄 슬러지에 직접 초음파를 직접 조사하여 처리하여 가용화를 촉진한다. 즉, 상기 초음파 처리기(30)에서 방사되는 초음파는 미생물의 세포벽을 파괴하여 분쇄 슬러지를 더욱 미세한 입자로 만들거나 열적 작용을 가하여 가수분해에 유리하도록 한다.
바람직하게 상기 초음파 처리기(30)는 도 6에서 보는 바와 같이, 분쇄 슬러지가 통과하는 이송관(31) 상에 대수 개의 초음파 변환기(transducer;32)가 분쇄 슬러지에 직접 초음파를 조사할 수 있도록 설치되어 있다. 그리고 상기 초음파 변환기(32)는 초음파 발진기(generator;33)와 전기적으로 연결되어 있다. 또한 상기 초음파 발진기(33)는 도시되지 않은 컨트롤러와 전기적으로 연결되어 제어되도록 한다.
따라서 상기 초음파 처리기(30)를 통과한 분쇄 슬러지는 더욱 미세화되고 가수분해에 유리하도록 변성되므로 상기 슬러지 순환관(40)을 따라 순환하는 동안에 추가적인 가수분해가 일어난다.
한편, 상기 슬러지 순환관(40)을 통해 가수분해조(10)로 투입된 초음파 처리 슬러지는 일정 시간의 교반 과정과 침전 과정을 차례로 거친 후 가용화액 배출관(16)으로 배출되거나, 상기한 가수분해단계, 슬러지 분쇄단계 및 초음파 처리단계를 반복하게 된다. 또한, 경우에 따라서는 상기 가수분해조(10)로 투입된 초음파 처리 슬러지는 상기한 농축 슬러지 유입관(12)을 통해 유입된 농축 슬러지와 혼합되어 가수분해될 수도 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 알카리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 슬러지 감량화 방법 및 장치의 다른 실시 예를 설명한다.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 알카리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 슬러지 감량화 방법의 다른 실시 예는, 가수분해단계(S110), 슬러지 분쇄단계(S120), 초음파 처리단계(S130), 슬러지 순환단계(S140) 및 가용화액 배출단계(S150)로 구성된다.
여기서, 상기 가수분해단계(S110)는 상기 가수분해조(10)에 농축 슬러지를 투입함과 아울러 알칼리제를 투입하여 교반함으로써 가수분해를 일으킨다. 그리고 상기 가수분해단계(S110)에서 가수분해된 슬러지 중 일부는 침전 과정을 통해서 하부로 하강하고 일부는 상기 가수분해조(10)의 상부로 부상한다. 그리고 상부로 부상된 상징액은 가용화액 배출관(16)을 통해서 외부로 배출된다. 상기 가용화액 배출관(16)을 통해서 배출된 가용화액은 별도 공정을 거쳐 폐기되거나 다른 용도로 재활용될 수 있다.
이어 상기 슬러지 분쇄단계(S120)는 상기 가수분해조(10)에 침전된 침전 슬러지를 슬러지 순환관(40)과 슬러지 순환펌프(50)를 통해 인출하여 슬러지 분쇄기(20)에 투입하여 지름 1㎛이하로 분쇄한다. 일반적으로 농축 슬러지에 포함된 미생물은 알칼리제에 의한 화학적 작용만으로 충분하게 분해되지 않는다. 따라서 농축 슬러지의 감량화를 신속하고 확실하게 하기 위해서 강한 물리력이 필요한 것이다. 따라서 상기 슬러지 분쇄단계(S120)는 본 발명의 슬러지 감량화 방법에 있어서 가장 중요한 부분이다.
그리고 상기 슬러지 분쇄단계(S120)에서 미세 입자로 분쇄된 분쇄 슬러지는 다수 개의 초음파 변환기(32)에 초음파 처리된다. 이 초음파 처리단계(S130)는 초음파 변환기(32)에서 조사되는 초음파의 진동에 의해서 세포벽을 파괴하거나 초음파의 작용에 의한 고열을 가하여 열적으로 변성시킨다. 따라서 슬러지의 입자는 더욱 미세하게 되고 알칼리제에 더 잘 반응할 수 있게 된다. 이러한 초음파 처리단계(S130)는 가수분해를 촉진하는 역할을 한다.
이어서, 상기 초음파 처리 슬러지는 순환관(40)을 통해 가수분해조(10)의 슬러지 유입부(A)로 유입된다. 상기 슬러지 유입부(A)로 유입된 슬러지는 다시 알칼리제와 혼합되어 재차 가수분해된다. 그리고 가수분해의 정도에 따라 침전되어 슬러지 분쇄단계(S120) 및 초음파 처리단계(S130)를 반복하면서 순환하거나, 상기 가용화액 배출관(16)을 통해서 외부로 일부 배출된다. 이와 같이 가용화액이 배출되는 단계를 가용화액 배출단계(S150)라고 한다. 그러나 상기 가용화액 배출단계(S150)는 상술한 전 단계를 통해서 연속적으로 이루어지거나 간헐적으로 이루어 지는 것이므로 그 순서를 특별히 한정하지 않는다.
그리고 충분히 가용화하지 않는 슬러지를 인출하여 상술한 슬러지 분쇄단계(S120), 초음파 처리단계(S130) 및 가수분해단계(S110)를 반복 실시하면서 순환하는 것을 슬러지 순환단계(S140)라고 한다. 상기 슬러지 순환단계(S140)의 회수는 유입되는 농축 슬러지의 종류와 성상 그리고 요구되는 가용화율에 따라 달라진다. 상기 슬러지 순환단계(S140) 또한 전 단계를 통해서 연속적으로 이루어지거나 간헐적으로 일어나므로 그 순서는 특별히 한정되지 않는다.
그리고 상기 가용화액 배출단계(S150)에서 가용화액 배출관(16)을 통해 외부로 배출된 가용화액은 도시되지 않은 포기조 또는 무산소조로 반송되어 탄소 원으로 이용되거나 생분해과정을 거쳐 슬러지 감량과 이루어진다.
한편, 상기 가수분해조(10)로 유입되는 하·폐수의 농축 슬러지가 가수분해가 용이한 종류 및 성상인 경우에는 상술한 초음파 공정을 생략하는 것이 가능하다. 즉, 도 3에서 보는 바와 같이, 초음파 처리단계를 생략하고 가수분해단계(S110)와 슬러지 분쇄단계(S120)를 반복적으로 실시하는 것으로 요구되는 가용화율을 만족할 수 있다. 이때 상기 슬러지 분쇄기(20)에서 배출되는 분쇄 슬러지는 가수분해조(10)의 슬러지 유입부(A)으로 유입된다. 따라서 본 실시 예는 가수분해단계(S110), 슬러지 분쇄단계(S120), 슬러지 순환단계(S140) 그리고 가용화액 배출단계(S150)를 반복하게 된다.
이어서, 도 4는 유입되는 농축 슬러지의 종류 및 성상 그리고 요구되는 가용화율에 따라 초음파 처리단계(S130)를 적용하거나 생략할 수 있는 제3 실시 예를 보여준다. 즉, 상기 슬러지 분쇄단계(S120)를 거친 분쇄 슬러지를 바로 가수분해조(10)의 슬러지 유입부(A)로 유입하여 순환시키거나, 상기 슬러지 분쇄단계(S120)와 초음파 처리단계(S120)를 거친 초음파 처리 슬러지를 상기 가수분해조(10)의 가용화액 유출부(B)로 유입하여 순환시키는 것이다. 아울러 상기 가수분해조(10)에서 유입된 침전 슬러지 중 일부는 슬러지 분쇄기(20)로 분쇄한 후 바로 가수분해조(10)로 순환하고 침전 슬러지 중 나머지는 슬러지 분쇄기(20)로 분쇄한 다음 초음파 처리기(30)로 처리하여 가수분해조(10)로 순환시킬 수 있다.
이를 위해서, 상기 슬러지 분쇄기(20)와 가수분해조(10)의 슬러지 유입부(A) 사이에는 분쇄 슬러지를 순환시키기 위한 분쇄슬러지 순환관(40-1)이 설치되고, 상기 초음파 처리기(30)와 가수분해조(10)의 가용화액 유출부(B) 사이에는 초음파 처리 슬러지를 순환시키기 위한 초음파 처리 슬러지 순환관(40-2)이 설치되며, 상기 분쇄슬러지 순환관(40-1)과 초음파처리 슬러지 순환관(40-2)에는 각각 슬러지의 흐름을 제어하기 위한 전자밸브(42)(43)가 설치된다. 그리고 상기 전자밸브(42)(43)는 도시되지 않은 컨트롤러와 전기적으로 연결되어 제어된다. 상기 컨트롤러는 도시되지 않은 별도 센서에 의해서 측정되거나 입력기를 통해서 입력된 농축 슬러지에 관한 정보를 토대로 상기 전자밸브(42)(43)의 개폐를 제어한다.
이하에서는 다양한 실험 예를 통해 본 발명의 효과를 설명한다.
<실험 예 1 : 알칼리 가용화 >
본 실험에서 사용한 잉여슬러지와 생슬러지의 대표적인 성상은 <표 1>과 같다.
<표 1>
Figure 112007053360121-pat00001
하수처리장의 잉여슬러지와 생슬러지의 TCOD와 TS의 평균농도가 각각 8,130 mg/L 와 9,747 mg/L, 24,715 mg/L와 27,131 mg/L 인 시료에 총고형물(TS)을 기준으로 하여 0, 0.025, 0.05, 0.1, 0.15 g NaOH/g TS 5단계로 투입한 후 180분 동안 가용화 실험을 진행하였다.
그 결과에 따른 잉여 및 생슬러지의 액성 변화를 살펴보면 다음과 같다.
① pH
NaOH 주입량에 따른 반응시간별 슬러지의 pH변화는 <그림 1>에 나타내었다. <그림 1>에서 보듯이 잉여슬러지의 초기 pH는 6.9이었으나, NaOH 주입량이 증가함에 따라 pH는 11.9까지 증가하였고, 각각의 NaOH 주입량(0~0.15g NaOH/g TS, 0~0.16g NaOH/g TSS)에서 반응시간이 경과함에 따라 약간씩 감소하였다.
<그림 1> NaOH 주입량에 따른 pH변화
Figure 112007053360121-pat00002
생슬러지의 경우 초기 pH는 6.5이었으나, NaOH 주입량이 증가함에 따라 pH는 12.1까지 증가하였고, 각각의 NaOH 주입량(0~0.15g NaOH/g TS, 0~0.19g NaOH/g TSS)에서 반응시간이 경과함에 따라 잉여슬러지와 같이 약간씩 감소하였다.
② SCOD 가용화율
잉여슬러지의 전처리 방법에 따른 SCOD 가용화율은 다음과 같이 표현된다.
SCOD 가용화율(%) =
Figure 112007053360121-pat00003
.........(식 1)
여기서 SCODo : 초기 SCOD 농도(㎎/L)
SCODt : t시간 후 SCOD 농도(㎎/L)
TCODo : 초기 TCOD 농도(㎎/L)
<그림 2> NaOH 주입량에 따른 SCOD 가용화율 변화
Figure 112007053360121-pat00004
<그림 2>에서 보듯이 잉여슬러지의 SCOD 가용화율은 알칼리 주입량이 0.1, 0.15g NaOH/g TS에서 급격한 증가를 보여 반응시간 120~180분에서 각각 20.8~25.4%, 23.9~28.0%이었으며, 생슬러지의 경우는 19.4~19.9%와 21.9~22.7%로 잉여슬러지보다 다소 낮게 나타났다.
③ TSS 감소율
잉여슬러지의 전처리 방법에 다른 TSS 감소율은 다음과 같이 표현된다.
TSS 감소율(%) =
Figure 112007053360121-pat00005
......... (식 2)
여기서 TSSo : 초기 TSS 농도(㎎/L)
TSSt : t시간 후 TSS 농도(㎎/L)
<그림 3> NaOH 주입량에 따른 TSS 감소율 변화
Figure 112007053360121-pat00006
<그림 3>에서 보듯이 NaOH 주입량에 따른 잉여슬러지의 TSS 감소율은 반응시간이 진행됨에 따라 슬러지 플록의 파괴로 인한 가용화 효과로 증가하는 경향을 보였다. TSS 감소율은 알칼리 주입량 0.1, 0.15 g NaOH/g TS이고 반응시간이 120분에 서 180분으로 경과됨에 따라 22.2%에서 27.2%와 27.9%에서 31.0%로 증가되었는데, 이는 앞서 언급하였듯이 알칼리 주입으로 잉여슬러지의 플록 해체와 세포벽의 파괴로 용해성 물질로 전환되었기 때문이다. 생슬러지의 경우도 알칼리 주입량이 증가함에 따라 TSS 감소율은 증가하였으며, 특히 알칼리주입량이 0.1, 0.15g NaOH/g TS에서 반응시간이 120분에서 180분으로 경과함에 따라 21.5%에서 26.0%와 23.5%에서 28.0%로 증가되었으나, 잉여슬러지의 가용화율 보다는 다소 낮은 것으로 나타났다.
<실험 예 2 : 알칼리와 분쇄 및 초음파 분해>
본 실험은 잉여슬러지의 TCOD(SCOD)와 TSS 농도가 각각 8,900(32)mg/L 와 7,310 mg/L인 시료에 잉여슬러지 g TSS당 0.15g NaOH를 주입하고 교반속도 300rpm, 순환비 5배/hr[시간당 반송량(Vr/hr)/가수분해조 용적(V)], 체류시간 1hr, 2hr인 운전조건에서 연속 실험을 진행하였다.
본 실험에 사용한 실험장치는 가수분해조의 경우 두께(t)가 5mm이고 직경(φ)이 400mm인 원통형 스테인리스로 제작하였으며, 가수분해조의 용적은 월류웨어가 부착된 원통부분 42L(φ400XH350)와 하부 콘 부분 8L(φ400XH200)로 유효용적을 50L로 제작하여 설치하였다.
슬러지 분쇄기 및 초음파 처리기의 경우는 가수분해조와 별개로 순환(또는 분쇄)펌프와 강력자기왜곡 변환기가 원통 내부에 부착된 분리통으로 구성되어 반응조 내의 가용화액이 순환(또는 분쇄)되도록 하였으며, 발진기에서 연속파로 초음파가 발생하도록 제작하여 실험을 진행하였다.
알칼리 분쇄 및 초음파 가수분해장치를 이용한 체류시간별 연속실험결과는 <표 2>에 나타내었다.
<표 2>
Figure 112007053360121-pat00007
<표 2>에서 보듯이 체류시간 1hr 및 2hr에서 알칼리 가수분해, 알칼리+초음파 분해 그리고 알칼리+분쇄(커터형)+초음파 분해의 경우 TSS 감소율은 각각 25.1%와 28.5%, 42.2%와 45.3%, 45.5%와 52.3%로 단독공정(알칼리 가수분해)보다는 조합공정(알칼리+분쇄+초음파분해)에서 20%이상 높은 효율을 보였으며 체류시간이 증가할수록 약3% 증가하는 것으로 나타났다. 또한 SCOD 가용화율의 경우도 TSS 감소율과 유사한 경향을 보였다. 실험결과를 토대로 볼 때 알칼리 가수분해와 분쇄기 및 초음파 직접조사 장치를 이용한 조합공정이 슬러지 감량화에 가장 높은 효율을 보였다.
<실험 예 3 : 알칼리 분쇄>
본 실험은 잉여슬러지의 TCOD(SCOD)와 TSS 농도가 각각 8,400(63)mg/L 와 7,400 mg/L인 시료에 잉여슬러지 g TSS 당 0.15g NaOH 주입하였다. 알칼리로 전처 리된 잉여슬러지를 슬롯 직경이 Φ3mm인 커터형 분쇄기와 Φ0.8mm인 비드를 총용적 90% 충진한 후 회전속도 3000rpm인 운전조건에서 비드간의 임펙트와 전단력으로 슬러지가 분쇄되는 Mill형 분쇄기를 이용하여 체류시간 0.5hr, 1hr, 2hr인 운전조건에서 회분 실험을 진행하였다.
본 실험에 사용한 실험장치는 가수분해조의 용적이 500ml 이고 순환펌프가 부착된 실험실 규모의 수평형 Mill 분쇄장치를 이용하였다.
알칼리 및 분쇄방법별 회분실험결과는 <표 3>에 나타내었다.
<표 3>
Figure 112007053360121-pat00008
<표 3>에서 보듯이 체류시간 0.5~2hr에서 알칼리+분쇄(커터형)과 알칼리+분쇄(Mill형)의 경우 TSS 감소율은 각각 30.2~38.5%, 48.0~80.0%로 커터형 분쇄보다는 Mill형 분쇄에서 약1.6~2배의 높은 효율을 보였으며 특히 Mill형 분쇄에서 체류시간 0.5hr에서 48%의 높은 효율 보였다. 또한 SCOD 가용화율의 경우도 TSS 감소율 과 유사한 경향을 보였다.
이상의 실험결과를 토대로 볼 때 슬러지 감량화 효율은 알칼리 가수분해, 알칼리+초음파분해, 알칼리+분쇄(커터형)+초음파분해, 알칼리+분쇄(Mill형) 순이었다.
도 1은 본 발명에 따른 알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 하·폐수 슬러지 감량화 방법을 보여주는 공정도,
도 2는 본 발명에 따른 알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 순환형 하·폐수 슬러지 감량화 방법이 적용되는 장치의 개략적인 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 알칼리 분쇄 공정을 이용한 순환형 하·폐수 슬러지 감량화 방법이 적용되는 장치의 개략적인 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 선택 순환형 하·폐수 슬러지 감량화 방법이 적용되는 장치의 개략적인 구성도,
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 하·폐수 슬러지 감량화 장치에 적용되는 슬러지 분쇄기의 바람직한 실시 예를 보여주는 개략적인 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 하·폐수 슬러지 감량화 장치에 적용되는 초음파 처리기의 일 예를 보여주는 개략적인 구성도이다.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
10 : 가수분해조 12 : 농축 슬러지 유입관
13 : 알칼리제 주입관 15 : 분리벽
16 : 가용화액 배출관 17 : 교반기
20 : 슬러지 분쇄기 30 : 초음파 처리기
40 : 슬러지 순환관 50 : 슬러지 순환펌프
A : 슬러지 유입부 B : 가용화액 유출부

Claims (10)

  1. 하·폐수의 반송 및 농축 슬러지를 전처리하기 위한 하·폐수 슬러지 전처리 장치에 있어서,
    상기 하·폐수의 농축 슬러지를 주입하기 위한 슬러지 주입관과 알칼리제를 투입하기 위한 알칼리제 유입관과, 상기 농축 슬러지와 알칼리제를 혼합하기 위한 교반기가 설치된 가수분해조와;
    상기 가수분해조의 하부로 침전된 침전 슬러지를 인출하여 순환하도록 일단은 상기 가수분해조의 하부에 연통되게 설치되고 타 단은 상기 가수분해조의 상부에 연통되게 설치된 슬러지 순환관과;
    상기 슬러지 순환관 상에 설치되어 상기 가수분해조로부터 침전 슬러지를 강제로 인출하여 순환시키는 슬러지 순환펌프와;
    상기 슬러지 순환관 상에 설치되어 상기 슬러지 순환펌프에 의해 이송되는 침전 슬러지를 미세하게 분쇄하는 슬러지 분쇄기와;
    상기 슬러지 순환관 상에 설치되어 상기 슬러지 분쇄기에 의해 미세하게 분쇄된 분쇄 슬러지에 초음파를 직접 조사하는 초음파 처리기 및;
    상기 가수분해조의 상부에 설치되어 가수분해된 가용화액을 외부로 배출하는 가용화액 배출관을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 하·폐수 슬러지 감량화 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가수분해조는 그 내부에 설치된 분리벽에 의해서 슬러지가 유입되는 슬러지 유입부와, 가용화액이 배출되는 가용화액 배출부로 분리되는 것을 특징으로 하는 알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 하·폐수 슬러지 감량화 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 슬러지 분쇄기에 의해서 분쇄된 분쇄 슬러지를 상기 가수분해조의 슬러지 유입부로 투입할 수 있도록 하는 분쇄 슬러지 순환관을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 하·폐수 슬러지 감량화 장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 초음파 처리기에 의해서 초음파 처리된 슬러지를 상기 가수분해조의 가용화액 배출부로 투입할 수 있도록 하는 초음파 처리된 슬러지 순환관을 포함하여 구성되고, 상기 가용화액 배출부에는 가용화액 배출관이 설치된 것을 특징으로 하는 알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 하·폐수 슬러지 감량화 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 슬러지 분쇄기는 분쇄 챔버 내부에 지름 0.6~4mm의 분쇄용 매체(비드)를 80% 정도 충진하고, 모터에 의해서 회전하는 분쇄디스크에 의해서 상기 침전 슬러지와 분쇄용 매체를 함께 회전시켜 분쇄하거나 커터형 분쇄기를 이용하여 분쇄하는 것을 특징으로 하는 알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 하·폐수 슬러지 감량화 장치.
  6. 하·폐수의 농축 슬러지 및 알칼리제를 투입하고 이를 교반하여 가수분해하는 가수분해조와, 슬러지 순환관을 통해서 순환되는 침전 슬러지를 미세하게 분쇄하는 슬러지 분쇄기와, 슬러지 순환관을 통해서 이송되는 분쇄 슬러지에 초음파를 직접 조사하는 초음파 처리기 및 가수분해가 완료된 가용화액을 배출하는 배출관을 포함하여 구성된 하·폐수 슬러지 감량화 장치에 있어서,
    상기 가수분해조로 유입된 하·폐수 농축 슬러지에 알칼리제를 투입하고 혼합하여 가수분해하는 가수분해단계와;
    상기 가수분해단계에서 완전하게 가수분해되지 않은 침전 슬러지를 인출하여 미세하게 분쇄하는 슬러지 분쇄단계와;
    상기 슬러지 분쇄단계에서 미세 입자로 분쇄된 분쇄 슬러지에 초음파를 직접 방사하여 가용화율을 높이는 초음파 처리단계와;
    상기 초음파 처리된 슬러지를 상기 가수분해조로 투입하여 다시 가수분해되도록 하는 슬러지 순환단계와;
    상기 가수분해단계에서 가수분해된 가용화액을 외부로 배출하는 가용화액 배출단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 하·폐수 슬러지 감량화 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 가수분해조는 그 내부에 설치된 분리벽에 의해 슬러지 유입부와 가용화액 배출부로 분리되고, 상기 슬러지 분쇄단계에서 분쇄된 분쇄 슬러지는 상기 가수분해조의 슬러지 유입부로 투입되어 상기 가수분해단계와 슬러지 분쇄단계를 반복하여 실시하는 것을 특징으로 하는 알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 하·폐수 슬러지 감량화 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 가수분해조는 그 내부에 설치된 분리벽에 의해 슬러지 유입부와 가용화액 배출부로 분리되고, 상기 초음파 처리단계에서 처리된 초음파 처리 슬러지는 상기 가수분해조의 가용화액 배출부로 투입되어 상기 가수분해단계, 슬러지 분쇄단계및 초음파 처리단계를 반복하여 실시하는 것을 특징으로 하는 는 알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 하·폐수 슬러지 감량화 방법.
  9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 초음파 처리단계는 농축 슬러지의 종류 및 성상 그리고 요구되는 가용화율에 따라서 선택적으로 운전하는 것을 특징으로 하는 는 알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 하·폐수 슬러지 감량화 방법.
  10. 하·폐수의 농축 슬러지 및 알칼리제를 투입하고 이를 교반하여 가수분해하 고 그 내부에 설치된 분리벽에 의해 슬러지 유입부와 가용화액 배출부로 분리되어 있는 가수분해조와, 슬러지 순환관을 통해서 순환되는 침전 슬러지를 미세하게 분쇄하는 슬러지 분쇄기와, 슬러지 순환관을 통해서 이송되는 분쇄 슬러지에 초음파를 직접 조사하는 초음파 처리기 및 가수분해가 완료된 가용화액을 배출할 수 있도록 상기 가용화액 배출부에 설치된 배출관을 포함하여 구성된 하·폐수 슬러지 감량화 장치에 있어서,
    상기 가수분해조로 유입된 하·폐수 농축 슬러지에 알칼리제를 투입하고 혼합하여 가수분해하는 가수분해단계와;
    상기 가수분해단계서 완전하게 가수분해되지 않은 침전 슬러지를 인출하여 미세하게 분쇄하는 슬러지 분쇄단계와;
    상기 슬러지 분쇄단계에서 미세 입자로 분쇄된 분쇄 슬러지를 상기 가수분해조의 슬러지 유입부로 투입하여 상기 가수분해단계와 슬러지 분쇄단계를 반복하도록 하는 슬러지 순환단계와;
    상기 가수분해단계에서 가수분해된 가용화액을 외부로 배출하는 가용화액 배출단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 하·폐수 슬러지 감량화 방법.
KR1020070073678A 2007-07-23 2007-07-23 알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 하·폐수 슬러지감량화 방법 및 장치 KR100883979B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070073678A KR100883979B1 (ko) 2007-07-23 2007-07-23 알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 하·폐수 슬러지감량화 방법 및 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070073678A KR100883979B1 (ko) 2007-07-23 2007-07-23 알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 하·폐수 슬러지감량화 방법 및 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090010519A KR20090010519A (ko) 2009-01-30
KR100883979B1 true KR100883979B1 (ko) 2009-02-17

Family

ID=40489678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070073678A KR100883979B1 (ko) 2007-07-23 2007-07-23 알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 하·폐수 슬러지감량화 방법 및 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100883979B1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100929215B1 (ko) * 2009-08-27 2009-12-01 주식회사 윌텍 유기성 슬러지 처리용 슬러지 감량장치
KR101034115B1 (ko) * 2010-08-27 2011-05-13 홍원표 슬러지 감량 및 소화가스 증량 장치
EP2796419A4 (en) * 2011-12-21 2015-10-28 Seok-Woong Kang LOGIC OF OPERATION OF A SYSTEM OF THERMOHYDROLYSIS OF ORGANIC MATERIALS
KR102010124B1 (ko) 2016-11-10 2019-08-12 한국과학기술연구원 혐기성소화효율 향상을 위한 유기성 폐기물의 전처리방법
KR102205249B1 (ko) * 2020-02-28 2021-01-20 주식회사 성진엠텍 슬러지 비접촉식 초음파 모듈 및 슬러지 비접촉식 초음파 가용화 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030040380A (ko) * 2000-08-03 2003-05-22 코스모세키유 가부시키가이샤 유기성 배수의 처리 방법
JP2005246347A (ja) 2004-03-08 2005-09-15 Jfe Engineering Kk 汚水の処理方法及び処理装置
KR20060039130A (ko) * 2004-11-02 2006-05-08 한국과학기술연구원 하·폐수 고도처리 공정에서의 슬러지 감량화 및 인과질소의 제거방법
JP2007117996A (ja) 2005-09-28 2007-05-17 Ebara Corp 有機性固形汚濁物質含有廃棄物の処理方法及び装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030040380A (ko) * 2000-08-03 2003-05-22 코스모세키유 가부시키가이샤 유기성 배수의 처리 방법
JP2005246347A (ja) 2004-03-08 2005-09-15 Jfe Engineering Kk 汚水の処理方法及び処理装置
KR20060039130A (ko) * 2004-11-02 2006-05-08 한국과학기술연구원 하·폐수 고도처리 공정에서의 슬러지 감량화 및 인과질소의 제거방법
JP2007117996A (ja) 2005-09-28 2007-05-17 Ebara Corp 有機性固形汚濁物質含有廃棄物の処理方法及び装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090010519A (ko) 2009-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100870425B1 (ko) 유기성 폐기물 처리를 위한 혐기성 통합공정장치
KR100883979B1 (ko) 알칼리 분쇄와 초음파 공정을 이용한 하·폐수 슬러지감량화 방법 및 장치
KR20060059919A (ko) 남은음식물류쓰레기의 혐기성자원화를 위한 밀링식 분쇄 및원심식 고액분리 연속처리공정구성과 탈리액의 효소반응을이용한 전처리공정의 설비구성 및 그 운영 방안.
TW200904975A (en) Process for microalgae conditioning and concentration
KR200425442Y1 (ko) 밀링식 분쇄와 원심식 고액분리 연속처리 및 탈리액의 효소반응을 이용한 음식쓰레기의 전처리 설비
Atay et al. Classification and effects of sludge disintegration technologies integrated into sludge handling units: an overview
JP2004290866A (ja) 有機性廃棄物の処理方法および装置
JP2005349304A (ja) 余剰汚泥減容化方法および余剰汚泥減容化装置
US4671881A (en) Sewage treatment process
JP5053629B2 (ja) 分散装置
JP2004181349A (ja) 汚泥処理装置及び汚泥処理方法
KR101309422B1 (ko) 가축분뇨의 혐기성소화 전처리 장치
JP5217778B2 (ja) 余剰汚泥の粉砕方法、余剰汚泥減容化方法及び余剰汚泥の粉砕装置
KR101616276B1 (ko) 하수슬러지 복합처리 가용화 시스템
KR20020090780A (ko) 미세 용존 오존 부상 분리 시스템
JP2008018304A (ja) 汚泥処理方法及び汚泥処理装置とそれを用いた汚泥処理システム
JP2806495B2 (ja) 余剰汚泥の処理方法
KR101169378B1 (ko) 혐기성 소화조의 슬러지 분쇄장치 및 이를 구비한 슬러지감량장치
JP2006000749A (ja) 汚泥の破砕方法及び汚泥減容化方法
JP3853971B2 (ja) 余剰汚泥の好気性消化方法
JP5870342B1 (ja) メタン発酵方法およびメタン発酵システム
JP2004082040A (ja) セルロース含有有機性廃棄物の処理方法及び装置
JP3488371B2 (ja) 汚泥の破砕方法
KR102093092B1 (ko) 폐유기물의 소화조 투입처리장치
JP2018143979A (ja) バイオガスを生成する汚泥処理システム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121121

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140117

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150210

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee