KR100902064B1 - Method for processing bio-diesel wastewater - Google Patents

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Abstract

본 발명의 바이오디젤 공정폐수 처리방법은, 산발효조 및 메탄발효조가 별도의 반응조로 구성된 2상 반응조에서 공정폐수를 혐기성 생물학적 처리방법으로 처리하여 상기 공정폐수 내 유기물을 저감시키고 바이오가스를 생성하는 2상 혐기성 처리단계, 상기 혐기적 처리단계를 거친 혐기처리수를 막-생물 반응기(Membrane Bio Reactor : MBR)에 도입하여 상기 혐기처리수 내 유기물을 제거하는 생물학적 호기성 처리단계, 및 상기 생물학적 처리단계를 거친 처리수를 역삼투 방법으로 처리하여, 알카리도, 질소, 인, 미량무기물을 분리하여 상기 산발효조 및 상기 메탄발효조로 반송하는 단계를 포함한다. 여기에서, 상기 막-생물반응기는 외압형 분리막 처리장치로서 구성된다. 이에 의하면, 일반적인 고농도 유기성폐수 처리방법보다 소요부지가 적고 반응조의 운전 에너지가 적게 소요된다. 2상 혐기성 공정은 산발효 및 메탄발효에 필요한 최적조건을 유지하며, 막-생물처리공정은 막의 막힘현상을 최소할 수 있고 세척이 용이하여 유지관리가 편하다. 또한, 후단의 R/O장치에서의 역삼투공정에서 발생한 농축수를 재순환함에 따라 질소, 인, 미량무기물, 알칼리도를 위한 약품사용량이 감소한다.The biodiesel process wastewater treatment method of the present invention is to treat the process wastewater in an anaerobic biological treatment method in a two-phase reactor in which an acid fermentation tank and a methane fermentation tank are separate reactors to reduce organic matters in the process wastewater and generate biogas. The anaerobic treatment step, the anaerobic treatment step of introducing the anaerobic treatment water to the membrane bioreactor (Membrane Bio Reactor: MBR) biological aerobic treatment step for removing organic matter in the anaerobic treated water, and the biological treatment step Treating the coarse treated water by a reverse osmosis method, and separating alkalinity, nitrogen, phosphorus and trace minerals and returning them to the acid fermentation tank and the methane fermentation tank. Here, the membrane bioreactor is configured as an external pressure type membrane treatment device. According to this, less required site and less operating energy of the reactor than the general high concentration organic wastewater treatment method. The two-phase anaerobic process maintains the optimum conditions for acid and methane fermentation, and the membrane-biotreatment process can minimize the blockage of the membrane and is easy to clean and easy to maintain. In addition, the amount of chemicals used for nitrogen, phosphorus, trace minerals and alkalinity is reduced by recycling the concentrated water generated in the reverse osmosis process in the subsequent R / O apparatus.

바이오디젤, 막-생물 처리공정, 역삼투공정 Biodiesel, Membrane-Bioprocessing, Reverse Osmosis

Description

바이오디젤 공정폐수 처리방법 {Method for processing bio-diesel wastewater}Biodiesel Wastewater Treatment Method {Method for processing bio-diesel wastewater}

본 발명은 고농도 유기물, 특히 바이오디젤의 생산 공정에서 발생하는 공정폐수를 처리하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for treating process wastewater generated in the production of high concentration organics, in particular biodiesel.

근래 들어 석유가격의 급등과 환경친화적 에너지의 수요급증에 따라 대체에너지에 관한 관심이 급증하고 있다. 이러한 친환경적 대체에너지 중 바이오디젤의 경우 생산과정에서 고농도의 폐수가 발생하나 발생폐수에 대해서는 크게 알려진 바가 없다. 국내에서는 바이오디젤 생산시설이 근래 들어 몇 개소 설치되기 시작하였으나, 바이오디젤 공정폐수의 처리에 대해서는 국내의 학계나 업계에 역시 알려진 바가 없다.Recently, interest in alternative energy is rapidly increasing due to soaring oil prices and soaring demand for environmentally friendly energy. Among these eco-friendly alternative energies, biodiesel generates high concentrations of wastewater during production, but little is known about the generated wastewater. In Korea, several biodiesel production facilities have recently been installed. However, the treatment of biodiesel process wastewater has not been known to domestic academia or industry.

바이오디젤 공정폐수는 대부분 바이오디젤의 생산과정 중에 발생되는데 사용하는 세척수의 양에 따라 성상이 상이하다. 바이오디젤 생산방법에 따라 다소 차이가 있으나 일반적으로 초벌 세척수는 CODCr (Crude Chemical Oxygen Demand : 조COD) 값이 60,000 ~ 100,000 mg/ℓ, SS (Suspended Solid : 부유성 고형물) 값이 600 ~ 1,200 mg/ℓ, T-N (Total Nitrogen : 총질소) 값이 300 ~ 500 mg/ℓ, T-P (Total Phosphate : 총인) 값이 8 ~ 12 mg/ℓ 로 고농도로 유기물이 함유되어 있으나 상대적으로 질소 및 인의 농도는 낮다.Most biodiesel process wastewaters are produced during the production of biodiesel, and their properties vary depending on the amount of wash water used. Although it varies slightly depending on the biodiesel production method, the initial washing water generally has a COD Cr (Crude Chemical Oxygen Demand (COD)) value of 60,000 ~ 100,000 mg / ℓ and SS (Suspended Solid) value of 600 ~ 1,200 mg / l, TN (Total Nitrogen) value is 300 ~ 500 mg / ℓ, TP (Total Phosphate) value is 8 ~ 12 mg / ℓ and organic matter is contained in high concentration, but the concentration of nitrogen and phosphorus low.

세척의 횟수가 늘어날수록 오염물질의 농도는 아주 낮아져서 총세척수량이 모여지면 초벌 세척수 농도에 비해 약 1/2 ~ 1/5 의 농도로 떨어진다. 바이오디젤의 최종 생산과정인 에스테르의 세척과정에서 사용되는 세척수는 초순수를 사용하므로, 세척 후에 발생되는 세척폐수는 알칼리도(alkalinity)가 상당히 낮다(30 ~ 150 mg/ℓ as CaCO3). 따라서, 혐기적 처리단계에서 필요로 하는 고농도 알칼리(2,000 ~ 4,000 mg/ℓ as CaCO3)를 맞춰주기 위해선 많은 양의 알칼리제 약품이 투입되어야 한다.As the number of washes increases, the concentration of contaminants becomes very low, and when the total amount of wash water is collected, the concentration falls to about 1/2 to 1/5 of the initial wash water concentration. Since the washing water used in the washing process of the ester, which is the final production of biodiesel, uses ultrapure water, the washing waste water generated after washing has a very low alkalinity (30-150 mg / L as CaCO 3 ). Therefore, a large amount of alkali chemicals must be added to meet the high alkali (2,000 ~ 4,000 mg / l as CaCO 3 ) needed in the anaerobic treatment step.

원자력 발전소에서 사용되는 폐기물 중 PVA 를 원료로 사용하는 이유로 고농도의 PVA 가 함유된 폐수가 발생하는 단일 유기물이 고농도로 함유된 폐수의 발생이 증가하고 있다. 이러한 폐수는 생물학적으로 처리하기 위하여 필요한 영양염류 및 미량 무기물이 낮아 별도로 약품을 첨가하여야 하는데 지속적이 약품사용에 따른 경제성이 문제가 된다.Due to the use of PVA as a raw material for wastes used in nuclear power plants, the generation of wastewater containing high concentrations of single organic matter resulting from wastewater containing high concentrations of PVA is increasing. These wastewaters are low in nutrients and trace minerals necessary for biological treatment, so additional drugs need to be added.

이러한 고농도 유기폐수를 처리하는 방법에는 일본공개특허공보 평15-260449호와 같이 혐기성, 혐기/무산소/호기 막-생물반응기, R/O공정이 조합된 방법이 있다. 도 1 은 상기 일본공개특허 평15-26049호의 공고공보의 도 1 로 도시되어 있는 도면이다. 이 방법은 고농도 유기성 폐수를 처리하기 위하여 1단 혐기성 공정 을 적용하였는데 1단 혐기성 공정은 운영 및 유지관리가 어려운 것으로 알려져 있다. 이는 단일 반응조에서 산발효 및 메탄발효가 발생하게 되는데 각 반응의 최적조건이 상이하기 때문이다. 산 발효의 경우 적정 pH는 6.0 전후, 메탄발효의 경우 7.0 전후로 상이하고 ORP 의 경우도 산발효조는 -100mV 이하, 메탄 발효조는 -300mV 이하로 최적 반응조건이 상이하다. 이러한 이유로 근래에 2상 혐기성 소화가 적용되고 있는데, 1단에서는 산발효를 2단에서는 메탄발효를 수행하기 때문에 최적조건에서 반응이 가능하다.As a method for treating such high concentration organic wastewater, there is a combination of anaerobic, anaerobic / oxygen / aerobic membrane-bioreactors, and R / O processes, such as Japanese Patent Application Laid-Open No. 15-260449. 1 is a view shown in Figure 1 of the publication of the Japanese Patent Laid-Open No. 15-26049. This method uses a one-stage anaerobic process to treat high concentration organic wastewater, which is known to be difficult to operate and maintain. This is because acid fermentation and methane fermentation occur in a single reactor because the optimum conditions for each reaction are different. In the case of acid fermentation, the optimum pH is about 6.0, and in the case of methane fermentation, it is different around 7.0, and in case of ORP, the optimum reaction conditions differ from -100mV or less and methane fermentation tank -300mV or less. For this reason, two-phase anaerobic digestion has been applied recently. In the first stage, acid fermentation and the second stage methane fermentation can be performed under optimum conditions.

일반적으로 혐기성 처리 후의 수질은 불량하기 때문에 방류를 하기에는 부적합하여 추가적인 처리를 해야 한다. 추가적인 처리를 위해서는 다양한 공정이 적용될 수 있으나 일반적으로 호기성 처리공정이 도입된다. 최근에는 부지 소요가 적은 막-생물공정이 도입된다. 일본공개특허공보 평15-260449호에서는 폐수 내의 영양염류를 제거하기 위한 막-생물공정을 도입하여 질소 및 인을 제거하는데, 바이오디젤 폐수와 같이 단일 오염물질을 함유하는 폐수의 경우 질소 및 인의 농도가 낮아 안정적 처리를 위해 추가적으로 외부에서 주입을 해야 하므로 질소 및 인을 제거하는 공정의 도입은 적합하지 않다. 또한 질소 제거시 알카리가 소모되는데 단일 유기물이 함유된 폐수의 경우 알카리도가 낮기 때문에 추가적인 약품 주입이 필요하여 경제적으로 매우 불리하다.In general, the water quality after anaerobic treatment is poor, so it is not suitable for discharge and requires further treatment. Various processes may be applied for further treatment, but generally, aerobic treatment processes are introduced. Recently, membrane-biological processes with less site requirements are introduced. Japanese Patent Application Laid-Open No. 15-260449 introduces a membrane-biological process for removing nutrients in wastewater to remove nitrogen and phosphorus.In the case of wastewater containing a single pollutant such as biodiesel wastewater, the concentrations of nitrogen and phosphorus The introduction of a process to remove nitrogen and phosphorus is not suitable because of the low external cost, which requires additional external injection for stable treatment. In addition, alkali is consumed when nitrogen is removed. In the case of wastewater containing a single organic matter, since alkalinity is low, additional chemical injection is required, which is economically disadvantageous.

막-생물처리공정은 처리수와 고형물을 분리하기 위하여 일반적으로 침지형 중공사막을 사용하는데 침지형 막의 경우 막의 막힘현상으로 인하여 반응조의 미생물농도를 7,000mg/L 이상 유지하는 것이 곤란하다. 또한 세척을 수행하기 위해서 막을 반응조에서 꺼내어 별도의 조에서 세정하게 되는데 유지관리가 불편하다.In the membrane-biotreatment process, an immersion hollow fiber membrane is generally used to separate the treated water and the solids. In the case of the immersion membrane, it is difficult to maintain the microbial concentration of the reaction tank at more than 7,000 mg / L. In addition, the membrane is taken out of the reaction tank to perform the washing, and the cleaning is performed in a separate tank, which is inconvenient for maintenance.

상기한 일본공개특허공보 평15-260449호에서 막-생물공정에 후단에 도입된 처리장치는 색도 및 유기물을 제거하기 위한 것으로, 막 처리장치 전단에 오존 주입을 통하여 색도물질을 산화시켜야 하는데 미반응된 오존이 막처리장지로 유입될 경우 막의 손상이 발생하여 현장에 적용하기 곤란한다. 또한 막 처리장치에서 발생하는 농축수는 퇴비화 공정으로 유입되어 퇴비화 공정을 통하여 제거되기 때문에 바이오디젤폐수와 같이 생물반응에 필요한 알카리도 및 무기물을 회수하여 재사용하는 것이 불가능하여 경제적으로 불리하다.In Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 15-260449, the treatment apparatus introduced at the rear end of the membrane-biological process is for removing chromaticity and organic matter. If the ozone is introduced into the membrane treatment site, the membrane may be damaged and difficult to apply to the site. In addition, since the concentrated water generated in the membrane treatment apparatus is introduced into the composting process and removed through the composting process, it is impossible to recover and reuse alkalinities and inorganic materials necessary for bioreaction such as biodiesel wastewater, which is economically disadvantageous.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 폐수 처리방법의 단점을 극복하여 특히 바이오디젤 공정폐수의 처리에 최적화된 처리방법을 제시하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to overcome the disadvantages of the conventional wastewater treatment method as described above, and to propose a treatment method that is particularly optimized for the treatment of biodiesel process wastewater. .

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, (가) 산발효조 및 메탄발효조가 별도의 반응조로 구성된 2상 반응조에서 공정폐수를 혐기성 생물학적 처리방법으로 처리하여, 상기 공정폐수 내 유기물을 저감시키고 바이오가스를 생성하는 2상 혐기성 처리단계; (나) 상기 혐기적 처리단계를 거친 혐기처리수를 막-생물 반응기(Membrane Bio Reactor : MBR)에 도입하여 상기 혐기처리수 내 유기물을 제거하는 생물학적 호기성 처리단계; 및 (다) 상기 생물학적 처리단계를 거친 처리수를 역삼투 방법으로 처리하여, 알카리도, 질소, 인, 미량무기물을 분리하여 상기 산발효조 및 상기 메탄발효조로 반송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 공정폐수 처리방법을 제안한다.In order to achieve the above object, the present invention, (A) by treating the process wastewater in an anaerobic biological treatment method in a two-phase reactor consisting of an acid fermentation tank and a methane fermentation tank separate reactor, to reduce the organic matter in the process wastewater and bio Two-phase anaerobic treatment producing gas; (B) a biological aerobic treatment step of removing the organic matter in the anaerobic treated water by introducing the anaerobic treated water undergoing the anaerobic treatment in a membrane bioreactor (MBR); And (c) treating the treated water that has undergone the biological treatment by a reverse osmosis method, separating alkalinity, nitrogen, phosphorus and trace minerals, and returning them to the acid fermentation tank and the methane fermentation tank. We propose a biodiesel process wastewater treatment method.

여기에서, 상기 막-생물반응기는 외압형 분리막 처리장치로서 구성되는 것이 바람직하다.Here, the membrane bioreactor is preferably configured as an external pressure type membrane treatment device.

본 발명에 따르면, 일반적인 고농도 유기성폐수 처리방법보다 소요부지가 적고 반응조의 운전 에너지가 적게 소요된다. 2상 혐기성 공정은 산발효 및 메탄발효에 필요한 최적조건을 유지하여 효율을 증가시키며, 막-생물처리공정에 적용된 막분리 공정은 기존의 침지형의 약점을 극복한 외압형 분리막으로써 막의 막힘현상을 최소할 수 있고 세척이 용이하여 유지관리가 편하다. 또한, 후단의 R/O장치에서의 역삼투공정에서 발생한 농축수를 재순환함에 따라 질소, 인, 미량무기물, 알칼리도를 위한 약품사용량이 감소한다.According to the present invention, less required site and less operating energy of the reactor than the general high concentration organic wastewater treatment method. The two-phase anaerobic process increases the efficiency by maintaining the optimum conditions for acid and methane fermentation, and the membrane separation process applied to the membrane-biotreatment process is an external pressure type membrane that overcomes the weakness of the existing immersion type and minimizes the blockage of the membrane. It is easy to clean and easy to maintain. In addition, the amount of chemicals used for nitrogen, phosphorus, trace minerals and alkalinity is reduced by recycling the concentrated water generated in the reverse osmosis process in the subsequent R / O apparatus.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 2 는 본 발명에 따른 바이오디젤폐수 처리장치의 개념을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining the concept of a biodiesel wastewater treatment apparatus according to the present invention.

본 발명에서는 고농도의 단일 유기물질을 함유하는 폐수를 혐기성 생물학적 처리방법으로 처리하여 공정폐수 내 유기물을 저감시키고 바이오가스를 생성하기 위하여 2상 혐기성 공정을 채용한다. 2상 혐기성 공정은 1단 산발효조 및 2단 메탄발효조로 구성되며, 1단에는 고농도의 미생물을 확보하기 위하여 일부 여재를 충진할 수 있다. 2단에는 UASB 혐기성 공정이 채용되어 고효율의 제거율을 발휘한다. 이와 같은 2상 혐기성 처리단계에 의하여, 공정폐수 내의 유기물이 저감되고 바이오 가스가 발생된다.The present invention employs a two-phase anaerobic process to treat organic wastewater containing a high concentration of a single organic material by anaerobic biological treatment to reduce organic matter in the process wastewater and generate biogas. The two-phase anaerobic process consists of a one-stage acid fermentation tank and a two-stage methane fermentation tank, and one stage may be filled with some media to secure high concentration of microorganisms. In the second stage, the UASB anaerobic process is employed to achieve high efficiency removal rate. By this two-phase anaerobic treatment step, organic matter in the process wastewater is reduced and biogas is generated.

상기와 같은 혐기성 처리공정 다음에는 호기성 막-생물반응기(Membrane Bir Reactor : MBR)가 채용되는데 기존의 공정과 다르게 본 발명에서는 막-생물바는기로서 외압형 분리막 처리장치가 채용된다. 본 발명에 채용되는 외압형 분리막 처리장치의 두 가지 예를 각각 설명하면 다음과 같다.After the anaerobic treatment process as described above, an aerobic membrane-bioreactor (MBR) is employed. Unlike the existing process, the membrane-bioreactor is used as an external pressure type membrane treatment apparatus. Two examples of the external pressure type membrane treatment apparatus employed in the present invention will be described as follows.

첫째는 와류발생 외압형 막분리공정으로서 평막 또는 중공사막 형태를 갖는 것으로 기존의 침지형 분리막 대신 와류를 발생시켜 통공에 대한 막힘현상을 극복한 분리막을 이용하는 공정으로 한국특허 제501524호로서 공지되어 있다. 도 3 은 상기 한국특허 제501524호에 대한 공보의 도 14 에 대응되는 것으로 원수 유입구(110), 처리수 배출구(120), 농축수 배출구(130)를 구비한 배럴(100)과, 상기 배럴(100) 내에 설치되는 와류발생용 로터(200), 및 필터트레이(300)를 포함하는 막분리장치를 도시한 것이다.First, as a vortex-generating external pressure type membrane separation process, it has a flat membrane or hollow fiber membrane form, and is known as Korean Patent No. 501524 as a process of using a separator that overcomes the blockage of the pores by generating a vortex instead of the conventional immersion type separator. 3 is a barrel 100 having a raw water inlet 110, a treated water outlet 120, a concentrated water outlet 130, and the barrel corresponding to FIG. 14 of the publication of Korean Patent No. 501524. The membrane separation apparatus including the vortex generating rotor 200 and the filter tray 300 installed in the 100 is shown.

도 4 는 상기 막분리장치 내의 와류발생용 로터(200)의 일 예를 도시한 것으로, 로터(200)는 제 1 로터(210)와 제 2 로터(220)로 구성되어 있다.4 illustrates an example of the vortex generating rotor 200 in the membrane separation device, and the rotor 200 includes a first rotor 210 and a second rotor 220.

여기서, 제 1 로터(210)는 회전축선을 중심으로 반경방향으로 연장형성된 복수의 제 1 블레이드(211)를 구비하고, 제 2 로터(220)는 상기 회전축선을 중심으로 상기 반경방향으로 연장되며, 상기 제 1 블레이드(211)에 대하여 상기 회전축선 방향상에서 상이한 위치에 배치된 복수의 제 2 블레이드(221)를 구비하고 있다.Here, the first rotor 210 has a plurality of first blades 211 extending radially about the rotation axis, the second rotor 220 extends in the radial direction about the rotation axis And a plurality of second blades 221 disposed at different positions in the rotation axis direction with respect to the first blade 211.

도 5 는 상기 도 4 의 I-I 선에 따른 단면을 도시한 것으로서, 제 1 블레이드(211)와 제 2 블레이드(221)가 로터(200)의 회전축선을 중심으로 한 원주방향 상으로 상호 상이한 위치에 배치되어, 로터(200) 회전시 도 6 에 도시된 바와 같이 복잡한 유형의 난류를 포함한 와류를 발생시켜 그 상하측에 배치된 필터트레이(300a, 300b)에 부착된 고형물을 분리시키게 된다.FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 4, in which the first blade 211 and the second blade 221 are positioned at different positions on the circumferential direction with respect to the rotation axis of the rotor 200. 6, when the rotor 200 is rotated, as shown in FIG. 6, a vortex including a complicated type of turbulence is generated to separate solid matter attached to filter trays 300a and 300b disposed above and below.

본 발명의 와류발생용 로터(200)는 상기 도시된 실시예 외에도, 난류를 포함한 와류를 발생시키는 형태인 한 공지된 다른 변형예를 포함한다.In addition to the illustrated embodiment, the vortex generator rotor 200 of the present invention includes another known variant as long as it generates a vortex including turbulence.

이렇게 발생된 난류를 포함한 와류는 필터트레이(300)의 분리막에 고착된 오염물질을 효과적으로 제거하여, 막분리공정의 폐수처리 효율이 증가되고, 막분리장치의 동력 손실이 줄어들게 된다. 또한, 밀도 또는 점도와 같은 특성이 다른 유체, 특히 고농도의 고형물이 유입되는 경우에도 적은 동력으로 적절한 와류 생성이 가능하다는 이점이 있다.The vortex including the turbulence generated in this way effectively removes contaminants stuck to the separation membrane of the filter tray 300, thereby increasing the wastewater treatment efficiency of the membrane separation process and reducing power loss of the membrane separation apparatus. In addition, even when a fluid having different properties such as density or viscosity is introduced, particularly a high concentration of solids, there is an advantage in that proper vortex generation is possible with a small power.

둘째는, 외압형 회전형분리막 처리장치로서 한국특허출원 제2007-0004191호에 기재되어 있는 외압형 회전형분리막 처리장치이며, 이는 현재 미공개 상태이다.Secondly, the external pressure rotary separator processing apparatus described in Korean Patent Application No. 2007-0004191 as an external pressure rotary separator processing apparatus, which is currently unpublished.

도 7 내지 도 10 은 상기 한국특허출원 제2007-0004191호에 기재된 외압형 분리막 처리장치를 도시한 것이다. 외압형 회전분리막 처리장치(90)는 반응조로부터 유입된 오폐수로부터 고형물을 걸러내어 농축슬러지와 처리수를 배출하는 기능을 한다. 이를 위하여, 외압형 회전분리막 처리장치(90)는 밀폐된 케이싱(20)을 구비하며, 케이싱(20)에는 반응조로부터 오폐수가 유입되는 유입구(22), 그 내부에서 걸러내어진 슬러지를 배출하는 배출구(26), 및 슬러지가 걸러진 처리수를 배출하는 배출구(24)를 구비한다.7 to 10 show the external pressure type membrane treatment apparatus described in Korean Patent Application No. 2007-0004191. External pressure rotary membrane treatment device 90 to filter the solids from the waste water introduced from the reaction tank to discharge the concentrated sludge and the treated water. To this end, the external pressure rotary membrane processing device 90 has a closed casing 20, the casing 20 has an inlet 22 through which wastewater is introduced from the reaction tank, and an outlet for discharging sludge filtered therein. And a discharge port 24 through which the sludge filtered treatment water is discharged.

케이싱(20) 내에는 중공사막모듈(30)이 설치되어 있다. 중공사막모듈(30)은 회전축(31), 지지판(33), 및 다수의 단위모듈(35)을 포함하여 구성된다.The hollow fiber membrane module 30 is installed in the casing 20. The hollow fiber membrane module 30 includes a rotating shaft 31, a support plate 33, and a plurality of unit modules 35.

회전축(31)은 그 양단이 케이싱(20) 내에서 회전가능하게 지지됨으로써 중공사막모듈(30)이 케이싱(20) 내에서 회전가능하도록 지지하는 기능을 한다.Both ends of the rotating shaft 31 are rotatably supported in the casing 20 so that the hollow fiber membrane module 30 is rotatably supported in the casing 20.

지지판(33)은 회전축(31)의 양 단부 부근에 고정된 원판의 형태를 가지며, 회전축(31)과 함께 회전한다. 다수의 단위모듈(35)은 그 양단부가 지지판(33)의 각 내측면에 고정되어 있다. 따라서, 지지판(33) 회전시 단위모듈(35) 또한 함께 회전한다.The support plate 33 has the form of a disc fixed near both ends of the rotation shaft 31, and rotates together with the rotation shaft 31. Both end portions of the plurality of unit modules 35 are fixed to respective inner surfaces of the support plate 33. Thus, when the support plate 33 rotates, the unit module 35 also rotates together.

단위모듈(35)은 도 9 및 도 10 에 도시된 바와 같이 다수의 중공사막(35a)과 다공성 보호막(35b)을 포함하여 구성된다. 즉, 단위모듈(35)은 다수의 중공사막(35a)이 밀집되어 나란히 배치된 상태를 기본으로 하여, 그 둘레를 원통형상의 다공성 보호막(35b)이 둘러싼 형태를 갖는다. 다공성 보호막(35b)은 단위모듈(35)의 외형을 지지하여 유지하는 기능을 하며, 또한 이와 같이 단위모듈(35)의 외형이 유지되도록 중공사막(35a)의 다발을 둘러싼 상태에서 케이싱(20) 내의 오폐수가 그 내부의 중공사막(35a)으로 유입되도록 오폐수를 통과시키는 기능을 한다.The unit module 35 includes a plurality of hollow fiber membranes 35a and porous protective membranes 35b as shown in FIGS. 9 and 10. That is, the unit module 35 has a form in which a plurality of hollow fiber membranes 35a are densely arranged and arranged side by side, and the cylindrical porous protective membrane 35b is surrounded around the unit module 35. The porous protective membrane 35b serves to support and maintain the outer shape of the unit module 35, and thus the casing 20 in a state surrounding the bundle of the hollow fiber membrane 35a so that the outer shape of the unit module 35 is maintained. The waste water inside serves to pass the waste water so that the hollow fiber membrane 35a flows therein.

케이싱(20)의 외측에는 모터(50)가 설치되어 있다. 이 모터(50)는 회전축(31)을 회전시킴으로써 중공사막모듈(30) 전체를 회전시킨다. 이에 의해 케이 싱(20) 내에 난류가 발생하며, 난류 발생의 효과를 높이기 위해 케이싱(20)의 내측면에는 블레이드 형상의 난류 유도판(40)이 복수 개 설치되어 있다.The motor 50 is provided outside the casing 20. This motor 50 rotates the whole hollow fiber membrane module 30 by rotating the rotating shaft 31. As shown in FIG. As a result, turbulence occurs in the casing 20, and a plurality of blade-shaped turbulence guide plates 40 are provided on the inner surface of the casing 20 to increase the effect of the turbulence.

다시 도 2 를 참조하면, 막-생물공정 후단에 설치되는 R/O장치는 오염물질의 처리를 위한 것이 아니라, 생물학적 처리단계를 거친 처리수를 역삼투 방법으로 처리하여 질소, 인, 알카리도, 미량무기물을 회수하여 산발효조 및 메탄발효조로 각각 반송함으로써 약품주입을 최소화시키는 기능을 한다.Referring back to FIG. 2, the R / O device installed at the end of the membrane-bioprocess is not treated for contaminants, but is treated with reverse osmosis by treating the treated water that has undergone the biological treatment with nitrogen, phosphorus, alkalinity, and trace amounts. It recovers the minerals and returns them to the acid fermentation tank and the methane fermentation tank respectively to minimize the injection of chemicals.

이상에서 설명된 본 발명의 처리특성은 일반적인 고농도 유기성폐수 처리방법보다 소요부지가 적고 반응조의 운전 에너지가 적게 소요된다. 2상 혐기성 공정은 산발효 및 메탄발효에 필요한 최적조건을 유지하여 효율을 증가시킨다.The treatment characteristics of the present invention described above require less land and less operating energy of the reactor than the general high concentration organic wastewater treatment method. Two-phase anaerobic processes increase efficiency by maintaining optimum conditions for acid and methane fermentation.

막-생물처리공정에 적용된 막분리 공정은 기존의 침지형의 약점을 극복한 외압형 분리막으로써 막의 막힘현상을 최소할 수 있고 세척이 용이하여 유지관리가 편하다.The membrane separation process applied to the membrane-biotreatment process is an external pressure type membrane that overcomes the weakness of the existing immersion type, which can minimize the clogging phenomenon of the membrane and is easy to clean and easy to maintain.

후단의 R/O장치에서의 역삼투공정에서 발생한 농축수를 재순환함에 따라 질소, 인, 미량무기물, 알칼리도를 위한 약품사용량이 감소한다.By recycling the concentrated water from the reverse osmosis process in the subsequent R / O system, the amount of chemicals used for nitrogen, phosphorus, trace minerals and alkalinity decreases.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이며, 이러한 변형은 본 발명의 보호범위에 속할 것이다.In the above, the preferred embodiment of the present invention has been illustrated and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical spirit of the present invention and the following by those skilled in the art to which the present invention pertains. Various modifications and variations will be possible within the scope of equivalents of the claims to be described therein, and such variations will fall within the protection scope of the present invention.

도 1 은 상기 일본공개특허 평15-26049호의 공고공보의 도 1 로 도시되어 있는 도면.1 is a view shown in Figure 1 of the publication of the Japanese Patent Laid-Open No. 15-26049.

도 2 는 본 발명에 따른 바이오디젤폐수 처리장치의 개념을 설명하기 위한 도면.2 is a view for explaining the concept of a biodiesel wastewater treatment apparatus according to the present invention.

도 3 내지 도 6 은 도 2 의 외압형 분리막 처리장치의 일 예를 도시한 도면.3 to 6 is a view showing an example of the external pressure-type separation membrane processing apparatus of FIG.

도 7 내지 도 10 은 도 2 의 외압형 분리막 처리장치의 다른 예를 도시한 도면.7 to 10 are views showing another example of the external pressure-type separation membrane processing apparatus of FIG.

Claims (2)

(가) 산발효조 및 메탄발효조가 별도의 반응조로 구성된 2상 반응조에서 공정폐수를 혐기성 생물학적 처리방법으로 처리하여, 상기 공정폐수 내 유기물을 저감시키고 바이오가스를 생성하는 2상 혐기성 처리단계;(A) a two-phase anaerobic treatment step of treating the process wastewater by an anaerobic biological treatment method in a two-phase reaction tank consisting of an acid fermentation tank and a methane fermentation tank to reduce the organic matter in the process wastewater and generate biogas; (나) 상기 혐기적 처리단계를 거친 혐기처리수를 막-생물 반응기(Membrane Bio Reactor : MBR)에 도입하여 상기 혐기처리수 내 유기물을 제거하는 생물학적 호기성 처리단계; 및(B) a biological aerobic treatment step of removing the organic matter in the anaerobic treated water by introducing the anaerobic treated water undergoing the anaerobic treatment in a membrane bioreactor (MBR); And (다) 상기 생물학적 호기성 처리단계를 거친 처리수를 역삼투 방법으로 처리하여, 알카리도, 질소, 인, 미량무기물을 분리하여 상기 산발효조 및 상기 메탄발효조로 반송하는 단계;(C) treating the treated water undergoing the biological aerobic treatment step by a reverse osmosis method, separating alkalinity, nitrogen, phosphorus, trace minerals and returning them to the acid fermentation tank and the methane fermentation tank; 를 포함하여 구성되며,It is configured to include, 상기 (나) 단계를 수행하는 상기 막-생물반응기는 외압형 분리막 처리장치이고,The membrane bioreactor performing the step (b) is an external pressure type membrane treatment device, 상기 외압형 분리막 처리장치는,The external pressure separation membrane treatment device, 오폐수가 유입되는 유입구, 슬러지 배출구, 및 처리수 배출구를 구비한 밀폐 구조의 케이싱; 및A casing of a closed structure having an inlet for introducing waste water, a sludge outlet, and a treated water outlet; And 다수의 중공사막이 배치되어 구성된 단위모듈들이 복수 개 포함되어 구성되며, 상기 케이싱 내에서 회전 가능하게 지지되어 있는 중공사막모듈;을 포함하여 구성되고,And a plurality of unit modules including a plurality of hollow fiber membranes disposed therein, the hollow fiber membrane modules rotatably supported in the casing. 여기에서 각각의 상기 단위모듈은 그 내부의 상기 중공사막들의 외면을 지지하는 다공성 보호막을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 공정폐수 처리방법.Wherein each of the unit modules comprises a porous protective membrane for supporting the outer surfaces of the hollow fiber membranes therein. 삭제delete
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