KR100962476B1

KR100962476B1 - 유기물 폐수 처리장치

Info

Publication number: KR100962476B1
Application number: KR1020080037157A
Authority: KR
Inventors: 박재철
Original assignee: 박재철
Priority date: 2007-05-29
Filing date: 2008-04-22
Publication date: 2010-06-14
Also published as: KR20080104957A

Abstract

거품의 발생을 줄여 공정효율을 높이고 필터포를 사용하지 않으며 그 부산물을 재활용할 수 있는 유기물 폐수 처리장치를 제공한다. 그 장치는 폐수를 고상의 제1 부산물과 액상의 폐수로 분리하는 제1 데칸타와 폐수와 알칼리제를 교반하여 혼합시키는 알칼리조를 포함한다. 또한, 알칼리조를 거친 폐수와 무기응집제를 교반하여 혼합시키는 중화조와 연결되고 중화조를 거친 폐수와 고분자응집제를 교반하여 혼합시켜 폐수를 플럭과 농축수를 생성시키는 응집조를 포함한다. 플럭은 발효부로 보내고 농축수는 역삼투압부로 보내는 제2 데칸타와 농축수를 역삼투 방식으로 처리하여 여과된 처리수를 외부로 방출하고, 최종적으로 농축된 최종 농축수를 발효부로 보내는 역삼투압부 및 플럭과 최종 농축수를 발효시키는 발효부를 포함한다.

유기물, 폐수, 데칸타, 알칼리조, 중화조, 응집조, 발효부

Description

유기물 폐수 처리장치{Apparatus for treating organic wastewater}

본 발명은 유기물 폐수 처리장치에 관한 것으로, 특히 부유성 유기물 폐수를 고속으로 처리하고 처리된 부산물을 비료 등으로 재활용할 수 있도록 하는 장치에 관한 것이다.

유기물 폐수, 예컨대 양돈폐수는 똥과 오줌이 섞여있는 슬러리형 돈사에서 발생하는 고농도 폐수와 똥과 오줌을 분리하는 스크랩퍼형 돈사에서 발생하는 저농도 폐수로 구분된다. 위의 폐수는 축사의 형태, 지역, 사료 및 청소방법에 따라 폐수중의 오염물의 농도가 크게 변하는 특성이 있다. 따라서 적절한 전처리없이 생물학적 미생물로 폐수를 처리할 경우 특히 높은 농도의 유기물로 미생물이 폐사하여 처리된 수질의 악화를 초래할 수 있다.

축산폐수의 경우, 축산폐수 공공처리장의 방류수 기준과 개별처리시설에 대한 수질기준(2007년 1월1일 시행)이 아래의 표1과 같이 상이하다.

처리장 형태	개별처리장				공공처리장
농장 규모	허가대상 지역		규제대상 지역
지역	특정지역	기타지역	특정지역	기타지역
BOD₅ (mg/L)	50	150	150	350	30
CODMn (mg/L)	-	-	-	-	50
SS (mg/L)	50	150	150	350	30
대장균군(개 /100mL)	-	-	-	-	3,000
TN (mg/L)	260	-	-	-	60
TP (mg/L)	50	-	-	-	8

여기서, BOD; 생물학적 산소요구량, COD; 화학적 산소요구량,

SS; 부유물량, TN; 총 질소량, TP; 총 인량임.

축산폐수 공공처리장의 경우, 액상부식법에 있어서 축산폐수 또는 분뇨를 고도처리하여 질소 및 인 제거하는 기술, 토양미생물을 이용하여 축산폐수를 순환처리하는 기술, 바실러스 균의 우점화를 통하여 분뇨 및 유기성 폐수를 처리하는 기술 등을 이용하여 운전되고 있다. 하지만, 상기 개시된 기술들은 공정이 복잡하고, 축산폐수 성상이 심각하게 변화되고, 수리학적 체류시간 (15-30일)이 길며, 처리비가 비싸고 나아가 유지관리가 어려운 단점이 있다. 또한, 전염병으로 인한 농장방역용 약품사용의 증가는 미생물로 구성된 생물학적 처리공정에 심각한 저해 및 미생물의 폐사를 수반하여 갑작스런 처리수질의 악화를 초래하곤 한다.

또한, 축산폐수는 혐기성 처리공정, 한외여과 및 역삼투 공정을 조합하여 막분리를 이용하는 방법과 혐기성 처리공정을 이용한 IBES 축산분뇨 처리 및 바이오가스(biogas)를 이용하여 처리하는 기술도 개시되었다. 하지만, 혐기성 처리공정의 긴 수리학적 체류시간(biogas 발생기간 20-30일)과 고액분리를 위한 한외여과법 그리고 후속의 역삼투 공정은 공정의 복잡성과 긴 수리학적 체류시간 등으로 실제적인 적용의 한계를 나타내고 있다.

따라서 비교적 농장규모가 작은 허가대상지역과 규제대상지역의 농장에서는 이들 기술들을 적용하기가 거의 불가능하다. 그밖에 수많은 기술이 국내외에서 개발되었지만 지속적으로 방류수의 수질기준을 만족시키지는 못하고 있는 실정이다.

한편, 고농도의 유기폐수를 처리하고 그 처리물을 재이용하는 방법이 국내등록특허 10-0523338에 제시되었다. 상기 등록특허에 의하면 축산폐수를 화학응집시 운전인자인 pH를 산성화시키는 인자를 사용한다. 하지만, 이때 발생되는 가수분해 현상에 의해 많이 발생하는 거품을 제거해야하기 때문에 고속 교반기를 사용해야 하고, 거품을 제거하는데 시간이 상당히 많이 필요하다. 또한, 고상과 액상(고/액)의 분리시 필터프레스를 사용하며, 필터프레스의 필터포에 부유성 유기물이 끼여 사용 횟수에 따라 필터포의 수명이 짧아지므로 수시로 필터포를 교환해야 하는 어려움이 있다. 나아가, 상기 고농도의 유기폐수를 처리하고 남은 부산물을 재활용하는 방법에 대하여 구체적으로 제시되지 못하고 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 거품의 발생을 줄여 공정효율을 높이고 필터포를 사용하지 않으며 그 부산물을 재활용할 수 있는 유기물 폐수 처리장치를 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 유기물 폐수 처리장치는 폐수를 고상의 제1 부산물과 액상의 폐수로 분리하는 제1 데칸타와 상기 제1 데칸타와 연결되고 상기 폐수와 알칼리제를 교반하여 혼합시키는 알칼리조를 포함한다. 또한, 상기 알칼리조와 연결되고 상기 알칼리조를 거친 폐수와 무기응집제를 교반하여 혼합시키는 중화조와 상기 중화조와 연결되고 상기 중화조를 거친 폐수와 고분자응집제를 교반하여 혼합시켜 상기 폐수를 플럭과 농축수를 생성시키는 응집조를 포함한다. 상기 응집조를 거친 플럭과 농축수를 분리시켜 상기 플럭은 발효부로 보내고 상기 농축수는 역삼투압부로 보내는 제2 데칸타와 상기 농축수를 역삼투 방식으로 처리하여 여과된 처리수를 외부로 방출하고, 최종적으로 농축된 최종 농축수를 상기 발효부로 보내는 역삼투압부 및 상기 플럭과 상기 최종 농축수를 발효시키는 발효부를 포함한다.

본 발명의 폐수 처리장치에 있어서, 상기 알칼리제는 가성소다 일 수 있으며 상기 알칼리조의 pH는 9.0 내지 11일 수 있다. 또한, 상기 무기응집제는 황산제이철(Fe₂(SO₄)₃), 알롬(Al₂(SO₄)₃) 및 염화제이철(FeCl₃) 중에서 선택된 어느 하나이거나 그들의 혼합물일 수 있고 이때 상기 중화조의 pH는 6.0 내지 7.0일 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 발효부는 고온의 증기에 의해 발효하고, 상기 고온의 증기는 연소에 의해 고온의 증기를 발생하는 폐기물 처리장치에 의해 공급될 수 있으며, 상기 폐기물 처리장치는 폐기물을 연소하는 열분해기와, 상기 열분해기를 거친 폐기물을 완전 연소시켜 연소가스는 발생시키는 연소기와, 상기 연소기를 거친 연소가스에서 고온의 증기를 추출하는 열교환기 및 상기 연소가스의 방진 특성을 향상시키는 방진기를 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 폐수 처리장치에 있어서, 상기 알칼리조는 기포를 발생시키는 폭기부와 상기 기포에 의해 발생하는 NH₄ 가스를 포집하는 NH₄ 포집기를 더 포함할 수 있고, 상기 NH₄ 포집기는 상기 방진기와 연결되고 상기 NH₄ 가스와 상기 방진기의 NOx 가스가 반응하여 질소와 물로 변환시킬 수 있다.

상술한 본 발명의 폐수 처리장치는 본 발명의 폐수처리장치에 의하면, 중화조에서 중화를 하기 이전에 알칼리조에서 폐수를 알칼리화함으로써, 중화조에서의 거품의 발생을 크게 줄일 수 있다. 거품의 발생이 줄면 거품을 제거하기 위한 고속 교반기를 사용할 필요가 없으며, 거품을 제거하는 시간을 줄일 수 있다.

또한, 고/액 분리를 위하여 필터프레스를 사용하지 않고 데칸타를 사용함으로써, 필터프레스의 필터포에 부유성 유기물이 끼여 사용 횟수에 따라 필터포의 수명이 짧아져 수시로 필터포를 교환해야 하는 문제를 근본적으로 제거할 수 있다.

그리고 발효부에서 발효를 거친 플럭이나 최종 농축수는 비료로 재활용할 수 있다. 이때 폐기물 처리장치에서 발생한 고온의 증기를 폐수 처리장치에서 생성된 부산물을 발효시키는 데 사용할 수 있다.

나아가 폐수 처리장치에서 발생한 NH₄를 폐기물 처리장치에서 발생한 NOx와 결합시켜 두 부산물을 한꺼번에 처리할 수 있다. 따라서 폐수 처리장치의 NH₄를 제거하는 장치와 폐기물 처리장치의 NOx를 제거하는 장치를 줄일 수 있어 전체적으로 장치를 단순하게 할 수 있고, 경제적으로도 비용을 크게 절감할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예들은 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예들은 먼저 유기물을 포함하는 폐수를 처리하고 그 부산물을 재활용하는 장치(이하, 폐수 처리장치)에 대하여 설명할 것이다. 이어서, 연소에 의해 처리되는 폐기물을 처리하는 장치(이하, 폐기물 처리장치)를 폐수 처리장치에 적용하는 것을 제시할 것이다. 따라서 본 발명의 바람직한 실시예는 폐수 처리장치에 대하여 상세하게 설명한 후, 이어서 폐기물 처리를 이용하는 것에 대하여 살펴볼 것이다.

(폐수 처리장치에 대하여)

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 폐수 처리장치(100)를 개략적으로 블록화한 도면이다. 도 2는 도 1의 역삼투압부(160)의 바람직한 사례를 제시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 폐수 처리장치(100)는 제1 데칸타(114), 알칼리조(120), 중화조(126), 응집조(136), 제2 데칸타(142) 및 발효부(148)를 포함하여 순차적으로 배열된다. 제1 데칸타(114) 및 제2 데칸타(142)는 잘 알려진 바와 같이 고/액 분리기이다.

고농도의 부유성 유기물을 포함하는 폐수(110)는 제1 펌프(112)를 통하여 제1 데칸타(114)에 유입된다. 제1 데칸타(114)에 의해 폐수(110)는 고상의 제1 부산물과 액상의 폐수로 분리되어, 제1 부산물은 제1 유로(116)에 의해 발효부(148)로 공급되며 액상의 폐수는 제2 유로(118)를 통하여 알칼리조(120)로 보내진다. 알칼리조(120)는 알칼리제 공급부(122)에서 투입된 알칼리제를 액상의 폐수와 교반한다. 이는 폐수에 아직도 함유된 고형물을 분리하기 위함이다. 알칼리제는 가성소다(NaOH)가 바람직하다.

구체적으로, pH가 7.0 내지 8.0인 폐수에 NaOH 등의 알칼리제를 알칼리조(120)에 투입하면, 알칼리조(120) 내의 폐수의 pH는 9.0 내지 11.0까지 상승된다. 이때, pH가 9.0 미만이면 응결반응 후 잔류하는 철이온의 농도가 부족하여 처리수내 철농도가 부족하여, 플럭의 강도도 약해진다. 만일 pH가 11.0을 초과하면 NaOH 등의 알카리제의 사용량이 많아져 비용이 증가한다. 따라서 pH 범위는 9.0에서 11.0 사이가 바람직하다.

이어서, 알칼리제에 의해 pH가 조절된 폐수를 제2 펌프(124)를 이용하여 중화조(126)로 보낸다. 중화조(126)는 무기응집제 공급부(128)에서 투입된 무기응집제가 알칼리화된 폐수와 반응시킨다. 무기응집제는 폐수에 잔존하고 있는 고형물을 응집시켜 분리하기 위한 것이다. 무기응집제는 알칼리화된 고형물을 응집할 수 있는 것이 가능하나, 황산제이철(Fe₂(SO₄)₃), 알롬(Al₂(SO₄)₃) 및 염화제이철(FeCl₃) 중에서 선택된 어느 하나이거나 그들의 혼합물이 바람직하다. 특히 무기응집제는 응 집분리능이 우수하면서 가격이 저렴한 황산제이철염, 염화제이철염이 더욱 바람직하다. 무기응집제는 펌프의 임펠러의 혼합조건에서 폐수와 응집제간의 반응특성에 따라 폐수의 pH가 6.0∼7.0이 될 때까지 투입한다. 무기응집제와 폐수를 임펠러 교반조건에서 약 30분 정도 반응시킨다.

폐수의 pH가 6.0 미만이면, 투입되는 무기응집제, 예컨대 황산제이철염이나 염화제이철염의 양이 많아져 슬러지 발생량이 증가하고 응집제의 비용이 증가하여 경제성이 급격하게 감소한다. 폐수의 pH가 7.0 이상이 되도록 무기응집제를 투입하면 용액 내에서 무기응집제의 역할을 담당하는 철이온의 농도가 폐수 중 유, 무기물의 농도에 비해 크게 낮아서 응집효율이 감소한다. 뿐만 아니라 응집반응 후 슬러지의 탈수능력이 저하되어 응집반응 후의 폐수 내의 부유성 고형물의 농도가 증가하였다. 따라서 pH 범위는 6.0 내지 7.0이 바람직하다.

또한, 산화반응에 의해 발생되는 거품은 중화조(126) 상부에 설치된 노즐(127)에서 고압으로 뿌려지는 폐수에 의해 제거한다. 즉, 응집반응이 끝난 폐수는 자동순환밸브(130)에 의해 노즐(127)에 의해 분사되어 상기 거품을 제거한다. 이때 폐수의 공급하는 원동력은 제3 펌프(134)에 의해 이루어진다. 구체적으로, 노즐(127)을 통해 고압으로 뿌려지는 폐수는 산화반응에 의해 발생된 거품들이 고압으로 뿌려지는 폐수에 의해 거품이 깨지면서 화학응집 효과를 높인다.

한편, 본 발명의 폐수처리장치에 의하면, 중화조(126)에서 중화를 하기 이전에 알칼리조(120)에서 폐수를 알칼리화함으로써, 중화조(126)에서의 거품의 발생을 크게 줄일 수 있다. 거품의 발생이 줄면 거품을 제거하기 위한 고속 교반기를 사용 할 필요가 없으며, 거품을 제거하는 시간을 줄일 수 있다.

응집반응이 끝나고 거품이 제거되면 폐수는 제3 펌프(134)에 의해 자동밸브(132)를 거쳐 응집조(136)에 공급된다. pH가 조절된 폐수는 저속의 혼합조건에서 음이온성 고분자응집제 공급부(138)에 공급된 고분자응집제에 의해 응결되면서 고체상태의 플럭이 형성된다. 이때, 응집조(136)에 설치된 임펠러의 회전수는 100 내지 300 rpm인 것이 바람직하다. 왜냐하면, 100 rpm 미만이면 응결효율이 떨어지고, 300 rpm을 초과하면 응결된 플록이 깨어져서 탈수효율이 감소하기 때문이다.

생성된 플럭은 제2 데칸타(142)에서 액상과 분리된다. 이때, 제2 데칸타(142)는 약 1750에서 3500rpm으로 회전하면서, 고상과 액상을 확실하게 분리를 시켜준다. 제2 데칸타(142)에서 플럭이 분리된 액체를 농축수라고 한다. 플럭은 발효부(148)로 제3 유로(144)에 의해 향하고, 농축수는 제4 유로(146)에 의해 역삼투압부(160)로 투입된다. 발효부(148)는 통상의 발효공정을 거쳐 요소비료와 같은 비료(150)를 만들 수 있다. 역삼투압부(160)는 아직도 농축수에 잔류하는 유기물, 질소 등의 각종 오염물질을 제거하기 위하여 역삼투공정이 진행되는 곳이다.

본 발명의 폐수 처리장치는 고/액 분리를 위하여 필터프레스를 사용하지 않고 데칸타를 사용함으로써, 필터프레스의 필터포에 부유성 유기물이 끼여 사용 횟수에 따라 필터포의 수명이 짧아져 수시로 필터포를 교환해야 하는 문제를 근본적으로 제거할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 역삼투공정의 최적의 사례를 제시하며, 역삼투공정은 농축수를 재처리하여 외부로 방류되는 처리수(178)의 량을 최대한으로 늘이기 위한 것이다. 이때, 역삼투공정에 체류하는 수리학적 시간은 10 시간 이내이고, 역삼투는 통상의 방식을 사용할 수 있다.

역삼투압부(160)는 제1 역삼투막(162), 제2 역삼투막(164), 제3 역삼투막(174), 제4 역삼투막(170)으로 구성되어 있다. 제1 역삼투막(162)과 제2 역삼투막(164)은 병렬로 연결되며, 제1 및 제2 역삼투막(162, 164)에서 발생된 여과액(168)은 제3 역삼투막(174)에 공급된다. 제1 및 제2 역삼투막(162, 164)에서 여과된 여과액(168)을 제외한 농축수는 제4 역삼투막(170)에 투입된다. 제4 역삼투막(170)에서 여과된 여과액(172)은 다시 제3 역삼투막(174)에 공급되고, 여과액(172)을 제외한 농축수(180)는 모든 여과과정을 거친 최종 농축수로서 도 1에서 도시된 바와 같이 발효부(148)로 간다.

다시 말해, 제3 역삼투막(174)에는 제1 역삼투막(162)과 제2 역삼투막(164)을 거친 여과액(168)과 제4 역삼투막(170)을 거친 여과액(172)이 동시에 주입된다. 제3 역삼투막(174)은 주입된 여과액들을 처리하여 외부로 처리수(178)를 배출하고, 농축수(176)는 제4 유로(146)로 들어오는 농축수와 합쳐져서 앞에서 설명한 역삼투공정을 다시 거친다.

본 발명의 실시예에 의한 폐수 처리장치에 의하면, 외부로 방출되는 처리수(178)는 적어도 2번 이상의 역삼투공정을 거친 여과액이 외부로 방출되므로 처리수(178)에 포함된 오염물질을 크게 줄일 수 있다. 또한, 농축수들은 역삼투막들에 의해 재처리하거나 발효부(148)로 보냄으로써, 외부로 배출되는 오염물질을 최소화할 수 있다. 특히, 역삼투공정에 의해 최종적으로 생성된 농축수(180)는 고농도의 유기물과 질소를 함유하고 있으므로, 액체비료로서 이용하거나, 고체비료로써 사용할 수 있다.

즉, 발효부(148)는 제2 데칸타(142)를 거친 플럭과 역삼투압부(160)를 거친 최종 농축수(180)가 혼합, 교반 및 건조시킨다. 발효부(148)는 외부에서 온도를 가하여 발효의 효율을 향상시킬 수 있으며, 발효부(148)에서 발효를 거친 플럭이나 최종 농축수는 비료로 사용될 수 있다. 따라서 본 발명의 폐수 처리장치에 의하면, 처리된 폐수를 비료로 재활용할 수 있다.

도면에서는 병렬로 연결된 두개의 역삼투막을 제시하였으나, 필요에 따라 더 많은 역삼투막을 연결할 수 있다. 또한, 병렬로 연결된 역삼투막들에 직접 연결되는 역삼투막들이 각각 하나씩 설치된 것으로 표현하였으나, 경우에 따라 더 많은 역삼투막들을 둘 수 있다.

(폐기물 처리장치를 적용한 폐수 처리장치)

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 폐기물 처리장치(200)를 적용한 폐수 처리장치(100)를 개략적으로 블록화한 도면이다. 이때, 폐수 처리장치(100)는 도 1 및 도 2에서와 동일하므로 여기서는 그 설명을 생략하기로 한다.

도 3에 의하면, 폐기물 처리장치(200)는 폐기물 집하장(210), 열분해기(212), 연소기(216), 열교환기(220), 제1 방진기(222), 제2 방진기(224)를 거쳐 연소가스(228)를 방출하는 장치이다. 폐기물은 음식물 쓰레기, 폐타이어 및 폐합성주지 등과 같이 연소에 의해 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx) 및 먼지 등의 연소가스를 방출할 수 있는 것이다. 잘 알려진 바와 같이, SOx, NOx 및 먼지 등은 대기오 염을 일으키는 주된 원인으로, 외부로 방출되기 전에 폐기물 처리장치에서 제거하는 과정을 거친다.

열분해기(212)로 들어온 폐기물은 연소기(216)에 의해 완전 연소되며, 열분해기(212)와 연소기(216)는 각각 열원(214)에 의해 열을 공급받는다. 연소기(216)를 거친 폐기물은 열교환기(218)에 들어가 고온의 증기가 제5 유로(220)를 통해 발효부(148)로 공급된다. 증기가 빠져나간 폐기물은 제1 및 제2 방진기(222, 224)를 거쳐 열원(226)에 의해 처리되어 외부로 방출된다.

제5 유로(220)를 통하여 발효부(148)에 들어간 고온의 증기는 발효부(148)의 발효효율을 향상시킨다. 즉 발효부(148)는 플럭과 최종 농축수를 혼합, 교반하면서 상기 고온의 증기를 이용하여 증기건조를 할 수 있다. 이에 따라, 폐기물 처리장치(200)에서 발생한 고온의 증기를 폐수 처리장치에서 생성된 부산물을 발효시키는 데 사용할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 폐기물 처리장치(200)를 적용한 폐수 처리장치(100)를 개략적으로 블록화한 도면이다. 이때, 폐수 처리장치(100)는 도 1 및 도 2에서의 동일한 참조번호는 그 구조와 동작이 동일하고, 폐기물 처리장치(200)는 도 3과 동일하므로 여기서는 그 설명을 생략하기로 한다.

도 4를 참조하면, 페수 처리장치(100)의 알칼리조(120)에 알칼리제와 폐수가 들어오면, 폭기(爆氣)부(300)에 의해 폐수에 다수개의 공기방울을 공급한다. 통상적으로 유기성 부유물을 포함하는 폐수에는 인을 포함하는 화합물, 황을 포함하는 화합물 그리고 질소를 포함하는 화합물이 존재한다. 인을 포함하는 화합물과 황을 포함하는 화합물은 추후의 응집공정을 이용하여 제거한다. 그런데 질소를 포함하는 화합물은 H₂NO₂와 H₂NO₃이 약 5% 정도를 차지하고, 나머지의 대부분은 NH₃ ⁺ 이온이다. NH₃ ⁺ 이온은 상기 공기방울에 의해 NH₄로 변환되어 NH₄ 포집기(302)에 의해 수집된다.

한편, 폐기물 처리장치(200)에서 폐기물을 연소하면, 그 부산물은 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx) 그리고 먼지가 대부분을 차지한다. 황산화물은 별도의 탈황장치를 이용하여 제거할 수 있다. 그런데 질소산화물은 광촉매 등의 촉매를 이용하면 NH₄와 반응하여 질소가스(N₂)와 물(H₂O)로 분해된다. 즉, NH₄ 포집기(302)에 의해 수집된 NH₄를 제6 유로(304)를 통해 제1 방진기(222)로 보내고, 열교환기(218)에서 고온의 증기가 제거된 연소 부산물과 결합시키면, NOx가 NH₄와 반응하여 질소가스(N₂)와 물(H₂O)로 분해된다. 생성된 질소가스(N₂)와 물(H₂O)은 제1 방진기(222)에서 외부로 방출할 수 있다.

도면에서는 NH₄가 제1 방진기(222)로 보내지는 것으로 설명되었으나, 필요에 따라 제2 방진기(224) 또는 적절한 곳으로 보내질 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 폐수 처리장치(100)에서 발생한 NH₄를 폐기물 처리장치(200)에서 발생한 NOx와 결합시켜 두 부산물을 한꺼번에 처리할 수 있다. 따라서 폐수 처리장치(100)의 NH₄를 제거하는 장치와 폐기물 처리장치(200)의 NOx를 제거하는 장치를 줄일 수 있어 전체적으로 장치를 단순하게 할 수 있고, 경제적으로도 비용을 크게 절감할 수 있다.

이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

도 1은 본 발명에 의한 폐수 처리장치를 개략적으로 블록화한 도면이다.

도 2는 도 1의 역삼투압부의 바람직한 사례를 제시한 블록도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 폐기물 처리장치를 적용한 폐수 처리장치를 개략적으로 블록화한 도면이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 폐기물 처리장치를 적용한 폐수 처리장치를 개략적으로 블록화한 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100; 폐수 처리장치 110; 폐수

114; 제1 데칸타 120; 알칼리조

122; 알칼리제 공급부 126; 중화조

128; 무기응집제 공급부 136; 응집조

138; 고분자응집제 공급부 142; 제2 데칸타

148; 발효부 160; 역삼투압부

162; 제1 역삼투막 164; 제2 역삼투막

170; 제4 역삼투막 174; 제3 역삼투막

200; 폐기물 처리장치 210; 폐기물 집하장

212; 열분해기 216; 연소기

218; 열교환기 220; 고온증기유로(제5 유로)

300; 폭기부 302; NH₄ 포집기

304; NH₄ 유로(제6 유로)

Claims

폐수를 고상의 제1 부산물과 액상의 폐수로 분리하는 제1 데칸타;

상기 제1 데칸타와 연결되고 상기 폐수와 알칼리제를 교반하고 혼합하여, 중화조에서의 거품의 발생을 저감하는 알칼리조;

상기 알칼리조와 연결되고 상기 알칼리조를 거친 폐수와 무기응집제를 교반하여 혼합시키는 중화조;

상기 중화조와 연결되고 상기 중화조를 거친 폐수와 고분자응집제를 교반하여 혼합시켜 상기 폐수를 플럭과 농축수를 생성시키는 응집조;

상기 응집조를 거친 플럭과 농축수를 분리시켜 상기 플럭은 발효부로 보내고 상기 농축수는 역삼투압부로 보내는 제2 데칸타;

상기 농축수를 역삼투 방식으로 처리하여 여과된 처리수를 외부로 방출하고, 최종적으로 농축된 최종 농축수를 상기 발효부로 보내는 역삼투압부; 및

상기 플럭과 상기 최종 농축수를 발효시키는 발효부를 포함하는 유기물 폐수 처리장치.
제1항에 있어서, 상기 알칼리제는 가성소다(NaOH)인 것을 특징으로 하는 유기물 폐수 처리장치.
제1항에 있어서, 상기 알칼리조의 pH는 9.0 내지 11인 것을 특징으로 하는 유기물 폐수 처리장치.
제1항에 있어서, 상기 무기응집제는 황산제이철(Fe₂(SO₄)₃), 알롬(Al₂(SO₄)₃) 및 염화제이철(FeCl₃) 중에서 선택된 어느 하나이거나 그들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 유기물 폐수 처리장치.
제1항에 있어서, 상기 중화조의 pH는 6.0 내지 7.0인 것을 특징으로 하는 유기물 폐수 처리장치.
제1항에 있어서, 상기 역삼투압부는 상기 농축수를 병렬로 처리하는 복수개의 역삼투막을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기물 폐수 처리장치.
제1항에 있어서, 상기 발효부는 고온의 증기에 의해 발효하고, 상기 고온의 증기는 연소에 의해 고온의 증기를 발생하는 폐기물 처리장치에 의해 공급되는 것 을 특징으로 하는 유기물 폐수 처리장치.
제7항에 있어서, 상기 폐기물 처리장치는

황산화물, 질소산화물 및 먼지를 포함하는 연소가스를 발생하는 폐기물을 연소하여 처리하는 장치인 것을 특징으로 하는 유기물 폐수 처리장치.
제7항에 있어서, 상기 폐기물 처리장치는

폐기물을 연소하는 열분해기;

상기 열분해기를 거친 폐기물을 완전 연소시켜 연소가스는 발생시키는 연소기;

상기 연소기를 거친 연소가스에서 고온의 증기를 추출하는 열교환기; 및

상기 연소가스의 방진 특성을 향상시키는 방진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기물 폐수 처리장치.
제9항에 있어서, 상기 알칼리조는 기포를 발생시키는 폭기부와 상기 기포에 의해 발생하는 NH₄ 가스를 포집하는 NH₄ 포집기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기물 폐수 처리장치.
제10항에 있어서, 상기 NH₄ 포집기는 상기 방진기와 연결되고, 상기 NH₄ 가스와 상기 방진기의 NOx 가스가 반응하여 질소와 물로 변환되는 것을 특징으로 하는 유기물 폐수 처리장치.