KR100986036B1 - Method for treating livestock excretions - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 가축분뇨 처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가축분뇨 폐수의 질소 및 인을 생물학적 처리방법으로 제거하고, 토양미생물조절조에서 배양한 토양 미생물을 생물학적 처리장치에 제공하는 가축분뇨 처리방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a livestock manure treatment method, more specifically, to remove nitrogen and phosphorus in the livestock manure waste by a biological treatment method, and livestock manure treatment method for providing a biological treatment device for soil microorganisms cultured in a soil microorganism control tank. It is about.
하천 오염을 유발하는 오염원은 가정에서 발생되는 생활오수, 축산농가에서 발생되는 가축분뇨, 산업체에서 발생되는 공장폐수 및 농어촌 지역에서 발생되는 비점오염원(nonpoint pollution source) 등을 들 수 있다.Pollutants that cause river pollution include domestic sewage from households, livestock manure from livestock farms, factory wastewater from industry, and nonpoint pollution sources from rural areas.
일반적으로, 가축분뇨(livestock excretions)는 소, 돼지, 닭과 같은 가축이 배설하는 배설물로서, 축산물의 수요가 증가하면서 사육농가의 전업화 및 대규모화에 따라 대량화되고 집중화되는 경향을 보이고 있다. 가축분뇨는 유기물과 비료성분이 많이 함유되어 있어 농작물의 거름으로 이용되기도 하지만 발생량이 지나치게 많아 방치되는 비율이 높아지면서 주변에 악취를 발생시키고 각종 해충들의 서식지를 제공하여 농촌 생활환경을 악화시키며 하천으로 방류되어 하천을 오염시키고 있어 효율적인 처리 및 관리가 요구되고 있다.In general, livestock excretions are excreted by livestock such as cattle, pigs, and chickens, and as the demand for livestock products increases, they tend to be massed and concentrated according to the commercialization and large-scale farming. Livestock manure is often used as manure for crops because it contains a lot of organic matter and fertilizers. However, the generation rate is too high and the rate of neglect increases, causing odors and providing habitat for various pests. It is discharged and polluting rivers, so efficient treatment and management are required.
유기물에 포함된 질소 및 인을 처리하는 기존의 하수 오염물질 처리방식으로는 활성슬러지법(activated sludge process), 접촉산화법(contact oxidation method), 회분식 활성 오니법(SBR: sequencing batch reactor)법 또는 담체를 투입하는 방법 등이 사용되고 있으며, 이러한 처리방식을 에프엠비(F/M비; Food to Microorganism Ratio)가 높은 가축분뇨에 적용시 질산화 저해 현상이 발생되고, 과질산화에 따른 NOx-N의 인 제거 미생물 활성도 억제, 외부 탄소원 주입으로 인한 경제적 부담, 및 과다한 처리시간 소요 등의 문제점이 있다.Conventional sewage contaminants for treating nitrogen and phosphorus in organic materials include activated sludge process, contact oxidation method, batch sequencing batch reactor (SBR) method or carrier. This method is used, such as the treatment method applied to livestock manure with a high food to microorganism ratio (F / M ratio), nitrification inhibition phenomenon occurs, and the removal of phosphorus of NOx-N due to peroxidation There are problems such as suppressing microbial activity, economic burden due to external carbon source injection, and excessive processing time.
또한 가축분뇨의 악취를 제거하기 위해 흡착법, 수세법 등 물리적 처리방법과 산화법, 중화법 등 화학적 처리방법, 바이오필터를 이용한 생물학적 처리방법을 주로 사용하고 있지만 운용 및 유지관리의 어려움으로 큰 효과를 보지 못하고 있다.
In addition, to remove odors from livestock manure, physical treatment methods such as adsorption, washing, and chemical treatment methods such as oxidation and neutralization methods and biological treatment methods using biofilters are mainly used, but they are not effective due to difficulties in operation and maintenance. I can't.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 가축분뇨 폐수의 질소 및 인을 생물학적 처리방법으로 제거하고, 토양미생물조절조에서 배양한 토양 미생물을 생물학적 처리장치에 제공하여 가축분뇨에서 발생되는 악취를 제거할 수 있는 가축분뇨 처리방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, by removing the nitrogen and phosphorus in the livestock manure waste by a biological treatment method, by providing a biological treatment device for soil microorganisms cultured in a soil microorganism control tank in the livestock manure It is an object of the present invention to provide a method for treating livestock manure that can remove odor generated.
본 발명의 가축분뇨 처리방법은, 협잡물종합처리조가 가축분뇨 폐수가 포함하고 있는 조대협잡물을 분리/제거하는 단계; 집수조가 상기 협잡물종합처리조로부터 제공되는 가축분뇨 폐수를 집수시키는 단계; 원심분리/응집처리조가 상기 집수조로부터 제공되는 가축분뇨 폐수에 고분자 응집제를 투입하여 상징수를 분리하는 단계; 유량조절조가 상기 원심분리/응집처리조로부터 제공되는 상징수를 일시 저류하여, 일부 상징수를 생물반응조로 제공하고, 나머지 상징수를 원수공급라인을 통하여 토양미생물조정조로 제공하는 단계; 생물반응조가 상기 유량조절조로부터 제공되는 상징수를 질산화시켜 유기물 및 질소를 제거하며 인 제거 미생물에 의한 인 섭취를 진행시키는 단계; 침전조가 상기 생물반응조에서 처리된 혼합수를 침전성 슬러지와 상징수로 분리하는 단계; 가압부상/응집처리조가 고분자응집제를 이용하여, 상기 침전조로부터 제공되는 상징수에서 일부 미처리된 잔류 유기물질 및 인을 제거하는 단계; 및 여과분리조가 상기 가압부상/응집처리조에서 처리된 처리수 중 불용성유기물질, 부유물질 및 콜로이드성 고체성분을 제거하는 단계;를 포함하며, 상기 침전조 내 침전성 슬러지 일부를 외부반송라인을 통해 상기 생물반응조로 공급하고, 나머지 침전성 슬러지 일부를 슬러지공급라인을 통해 토양미생물조정조로 공급하는 것을 특징으로 한다.Livestock manure treatment method of the present invention, the composite contaminant treatment tank separating / removing the coarse contaminants containing the livestock manure waste water; A collecting tank collecting livestock manure waste water provided from the contaminant treatment tank; Separating the supernatant by inputting a polymer flocculant into the livestock manure wastewater provided by the centrifugal / aggregation treatment tank; A flow rate control tank temporarily storing the symbol water provided from the centrifugation / aggregation treatment tank, providing some symbol water to the bioreactor, and providing the remaining symbol water to the soil microorganism adjustment tank through the raw water supply line; Bioreactor nitrifying the supernatant water provided from the flow control tank to remove organic matter and nitrogen and to proceed with phosphorus intake by the phosphorus removing microorganism; Separating the mixed water treated in the bioreactor into the precipitated sludge and the supernatant; Removing the untreated residual organic material and phosphorus from the supernatant water provided from the precipitation tank by the pressure flotation / aggregation tank using a polymer flocculant; And a filtration separation tank for removing insoluble organic matter, suspended matter, and colloidal solid components from the treated water in the pressure flotation / aggregation treatment tank. The bioreactor is supplied, and the remaining sedimentary sludge is characterized in that for supplying the soil microbial adjustment tank through the sludge supply line.
상기 토양미생물조정조는 원수공급라인을 통해 유량조절조로부터 제공되는 상징수와, 슬러지공급라인을 통해 침전조로부터 제공되는 침전성 슬러지를 이용하여 취기를 제거하는 토양 미생물을 배양하고, 배양된 취기제거용 토양 미생물을 미생물공급라인을 통해 상기 집수조 및 생물반응조로 공급할 수 있다.The soil microorganism control tank is cultured soil microorganisms to remove odor by using the symbol water provided from the flow control tank through the raw water supply line, sedimentary sludge provided from the sedimentation tank through the sludge supply line, and cultured odor removal Soil microorganisms may be supplied to the sump and bioreactor through the microbial supply line.
상기 토양미생물조정조에는 미생물의 증식 및 활성화를 촉진시키는 펠릿(pellet)이 충진되는 것이 바람직하다.The soil microbial adjustment tank is preferably filled with pellets (pellets) to promote the growth and activation of microorganisms.
상기 생물반응조는 혐기성반응조, 무산소반응조 및 폭기반응조를 포함하며, 상기 혐기성반응조는 상기 유량조절조로부터 제공되는 상징수의 유기성 오염물질 분해 및 인 제거 미생물에 의한 인 섭취를 진행시키고, 상기 무산소반응조는 유기탄소원을 전자공여체로 활용하여 상기 혐기성반응조로부터 제공되는 혼합수에 포함된 NOx-N를 질소 가스로 탈질화시키고 무산소 인 섭취 반응을 수행하고, 상기 폭기반응조는 상기 무산소반응조에서 제공되는 혼합수에 포함된 NH3-N를 NOx-N으로 산화시켜 질산화시키고 인 섭취 반응을 수행할 수 있다.
The bioreactor includes an anaerobic reactor, an anoxic reactor and an aeration reactor, the anaerobic reactor is to proceed with phosphorus ingestion by decomposing organic pollutants and phosphorus removal microorganisms of the supernatant water provided from the flow control tank, the anaerobic reactor By using an organic carbon source as an electron donor, NOx-N contained in the mixed water provided from the anaerobic reaction tank is denitrified with nitrogen gas and subjected to anoxic phosphorus intake reaction, and the aeration reaction tank is used in the mixed water provided in the anoxic reaction tank. The included NH 3 -N can be oxidized to NO x -N for nitrification and phosphorus intake reaction.
상술한 본 발명의 가축분뇨 처리방법은, 가축분뇨 폐수의 질소 및 인을 생물학적 처리방법으로 제거하고, 토양미생물조절조에서 배양한 토양 미생물을 생물학적 처리장치에 제공함으로써, 가축분뇨 폐수에 포함된 다량의 유기성 오염물을 저렴하게 처리하면서도 가축분뇨 폐수 처리에서 발생되는 악취를 제거할 수 있는 효과가 있다.
In the above-described livestock manure treatment method of the present invention, by removing the nitrogen and phosphorus of the livestock manure waste by a biological treatment method, by providing a soil treatment microorganism cultured in a soil microorganism control tank to a biological treatment device, a large amount contained in the livestock manure wastewater While treating organic pollutants inexpensively, there is an effect that can remove the odor generated from the livestock manure wastewater treatment.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가축분뇨 처리방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a livestock manure treatment method according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 이해를 용이하게 하기 위하여 동일한 수단에 대하여 동일한 참조 번호를 사용한다. 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자, 예를 들면, 제1, 제2 등은 동일 또는 유사한 개체를 구분하기 위한 식별 기호에 불과하다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. In describing the present invention, the same reference numerals are used for the same means in order to facilitate understanding. Numerals used in the description of the present specification, for example, first and second, are merely identification symbols for distinguishing the same or similar entities.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가축분뇨 처리방법의 구성을 보여주는 도면이다.1 is a view showing the configuration of a livestock manure treatment method according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 먼저 협잡물종합처리조(100)는 가축분뇨 폐수가 포함하고 있는 조대협잡물을 분리/제거함으로써 가축분뇨 폐수로부터 무기성 슬러지를 분리하여 집수조(102)로 제공한다.Referring to FIG. 1, first, the complex
집수조(102)는 협잡물종합처리조(100)로부터 제공되는 가축분뇨 폐수를 집수(集水)시켜, 유입되는 고농도 가축분뇨 폐수의 부하변동에 따른 충격부하를 경감시킨다.The water collecting
원심분리/응집처리조(104)는 집수조(102)로부터 제공되는 가축분뇨 폐수에 고분자 응집제를 투입하여 고액상을 분리하고 분리된 상징수를 유량조절조(106)로 제공한다.The centrifugation /
유량조절조(106)는 원심분리/응집처리조(104)로부터 제공되는 상징수를 일시 저류하여 일정량을 연속적으로 제공하기 위한 것으로, 일부 상징수를 생물반응조(110)로 제공하고, 나머지 상징수를 원수공급라인(60)을 통하여 토양미생물조정조(150)로 제공한다.The
생물반응조(110)는 유량조절조(106)로부터 제공되는 상징수를 질산화시켜 유기물 및 질소를 제거하며 인 제거 미생물(PAOs)에 의한 인 섭취(攝取)(P-release)를 진행시킨다. 생물반응조(110)는 혐기성반응조(112), 무산소반응조(114) 및 폭기반응조(116)를 포함한다. 구체적으로, 혐기성반응조(112)는 유량조절조(106)로부터 제공되는 상징수에 다량의 유기성 오염물질 분해 및 인 제거 미생물(PAOs)에 의한 인 섭취를 진행시켜 무산소반응조(114)로 제공한다. The
무산소반응조(114)는 유기탄소원을 전자공여체로 활용하여 혐기성반응조(112)로부터 제공되는 혼합수에 포함된 NOx-N를 질소(N2) 가스로 탈질화시키고 무산소 인 섭취 반응을 수행하며, 폭기반응조(116)는 세개 내지 네개의 격벽이 설치되며 혼합수에 포함된 NH3-N를 NOx-N으로 산화시켜 혼합수를 질산화시키고 인 섭취 반응을 수행한다. 질산화가 완료된 혼합수는 내부반송라인(10)을 통해 무산소반응조(114)로 제공되어 다시 탈질화과정을 거칠수 있다. The
상기 생물반응조(110) 처리 과정에서 인 제거 미생물(PAOs)은 PO4 - 를 체내에 과다 축적하게 되며, 인 제거 미생물(PAOs)의 일종인 탈질기능을 갖는 인 제거 미생물(DPBs)은 NOx-N을 전자수용체로 활용하여 무산소성 인 과다 섭취가 이루어진다.Phosphorus removal microorganisms (PAOs) in the process of the
상기와 같은 공정을 통해 유기물 제거, 질산화 및 탈질이 완료된 혼합수는 침전조(120)로 유입되어 침전성 슬러지와 상징수로 분리된다. 분리된 상징수는 제1차처리수조(130)에 1차적으로 저류(貯留)되어 가압부상/응집처리조(132)로 제공되고, 가압부상/응집처리조(132)는 고분자응집제를 이용하여 일부 미처리된 잔류 유기물질 및 인을 제거한다.The mixed water from which organic matters are removed, nitrified and denitrified through the above process is introduced into the settling
가압부상/응집처리조(132)에 의해 처리된 처리수는 제2차처리수조(134)에 2차적으로 저류되어 여과분리조(136)로 제공되고, 여과분리조(136)는 처리수에서 불용성유기물질, 부유물질 및 콜로이드성 고체 성분(solid)을 제거한다.The treated water treated by the pressure flotation /
마지막으로 UV/전해소독조(140)는 여과분리조(136)에서 처리된 처리수에 포함된 병원성 미생물을 사멸시킨 후 방류한다.
Finally, the UV /
한편 생물반응조(110) 내 부유상 미생물을 유지시키기 위해 침전조(120)내 침전성 슬러지 일부를 외부반송라인(20)을 통해 혐기성반응조(112)로 공급하고, 나머지 침전성 슬러지 일부를 슬러지공급라인(30)을 통해 토양미생물조정조(150)로 공급한다.Meanwhile, in order to maintain the suspended phase microorganisms in the
토양미생물조정조(150)는 미생물의 증식 및 활성화를 촉진시키는 펠릿(pellet)이 충진되어 토양미생물서식환경을 제공한다. 펠릿은 부식질 물질과 점토상의 흙을 혼합하여 이것에 알루미늄 실리콘(aluminum silicon)과 철(Fe) 성분을 첨가하여 건조한 물질로 제조될 수 있으며 봉 형태일 수 있다. 토양미생물조정조(150)에는 미생물 룸(room)으로 기능하는 다공성 물질인 바이오 라이트 스톤(bio-light stone) 및 미생물 증식제로 작용하는 로자이 파우더(rozai power)가 더 충진될 수 있다. Soil
토양미생물조정조(150)는 원수공급라인(60)을 통해 유량조절조(106)로부터 제공되는 상징수와, 슬러지공급라인(30)을 통해 침전조(120)로부터 제공되는 침전성 슬러지를 이용하여 취기(臭氣) 제거에 탁월한 토양 미생물을 배양한다. 토양미생물조정조(150)에서 배양된 취기제거용 토양 미생물은 미생물공급라인(50,40)을 통해 집수조(102) 및 폭기반응조(116)로 공급된다. 집수조(102) 및 폭기반응조(116)로 공급된 취기제거용 토양 미생물은 집수조(102) 및 폭기반응조(116) 내의 처리수의 악취를 제거한다.
Soil
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
Although the detailed description of the present invention described above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, a person skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims to be described later It will be understood that various modifications and variations can be made in the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
100: 협잡물종합처리조 102: 집수조
104: 원심분리/응집처리조 106: 유량조절조
110: 생물반응조 112: 혐기성반응조
114: 무산소반응조 116: 폭기반응조
120: 침전조 130: 제1차처리수조
132: 가압부상/응집처리조 134: 제2차처리수조
136: 여과분리조 140: UV/전해소독조
150: 토양미생물조정조100: composite waste treatment tank 102: water collection tank
104: centrifugation / agglomeration tank 106: flow control tank
110: bioreactor 112: anaerobic reactor
114: oxygen-free reaction tank 116: aeration reaction tank
120: sedimentation tank 130: primary treatment water tank
132: pressurized flotation / flocculation tank 134: secondary treatment tank
136: filtration separation tank 140: UV / electrolytic sterilization tank
150: soil microbial adjustment tank
Claims (4)
집수조가 상기 협잡물종합처리조로부터 제공되는 가축분뇨 폐수를 집수시키는 단계;
원심분리/응집처리조가 상기 집수조로부터 제공되는 가축분뇨 폐수에 고분자 응집제를 투입하여 상징수를 분리하는 단계;
유량조절조가 상기 원심분리/응집처리조로부터 제공되는 상징수를 일시 저류하여, 일부 상징수를 생물반응조로 제공하고, 나머지 상징수를 원수공급라인을 통하여 토양미생물조정조로 제공하는 단계;
생물반응조가 상기 유량조절조로부터 제공되는 상징수를 질산화시켜 유기물 및 질소를 제거하며 인 제거 미생물에 의한 인 섭취를 진행시키는 단계;
침전조가 상기 생물반응조에서 처리된 혼합수를 침전성 슬러지와 상징수로 분리하는 단계;
가압부상/응집처리조가 고분자응집제를 이용하여, 상기 침전조로부터 제공되는 상징수에서 일부 미처리된 잔류 유기물질 및 인을 제거하는 단계;
여과분리조가 상기 가압부상/응집처리조에서 처리된 처리수 중 불용성 유기물질, 부유물질 및 콜로이드성 고체성분을 제거하는 단계;를 포함하며,
상기 침전조 내 침전성 슬러지 일부를 외부반송라인을 통해 상기 생물반응조로 공급하고, 나머지 침전성 슬러지 일부를 슬러지공급라인을 통해 토양미생물조정조로 공급하며,
상기 토양미생물조정조는 원수공급라인을 통해 유량조절조로부터 제공되는 상징수와, 슬러지 공급라인을 통해 침전조로부터 제공되는 침전성 슬러지를 이용하여 취기를 제거하는 토양 미생물을 배양하고, 배양된 취기제거용 토양 미생물을 미생물공급라인을 통해 상기 집수조 및 생물반응조로 공급하는 것을 특징으로 하는 가축분뇨 처리방법.
Separating and removing the coarse contaminants containing the animal manure wastewater by the complex treatment tank;
A collecting tank collecting livestock manure waste water provided from the contaminant treatment tank;
Separating the supernatant by inputting a polymer flocculant into the livestock manure wastewater provided by the centrifugal / aggregation treatment tank;
A flow rate control tank temporarily storing the symbol water provided from the centrifugation / aggregation treatment tank, providing some symbol water to the bioreactor, and providing the remaining symbol water to the soil microorganism adjustment tank through the raw water supply line;
Bioreactor nitrifying the supernatant water provided from the flow control tank to remove organic matter and nitrogen and to proceed with phosphorus intake by the phosphorus removing microorganism;
Separating the mixed water treated in the bioreactor into the precipitated sludge and the supernatant;
Removing the untreated residual organic material and phosphorus from the supernatant water provided from the precipitation tank by the pressure flotation / aggregation tank using a polymer flocculant;
And a filtration separation tank for removing insoluble organic matter, suspended matter and colloidal solid components from the treated water in the pressure flotation / aggregation treatment tank.
Some of the sedimentary sludge in the sedimentation tank is supplied to the bioreactor through an external transport line, and some of the remaining sedimentary sludge is supplied to the soil microbial adjustment tank through the sludge supply line.
The soil microorganism control tank is cultured soil microorganisms to remove odor by using the symbolic water provided from the flow control tank through the raw water supply line, sedimentary sludge provided from the sedimentation tank through the sludge supply line, and cultured odor removal Livestock manure treatment method characterized in that to supply the soil microorganisms to the sump tank and the bioreactor through the microbial supply line.
상기 토양미생물조정조에는 미생물의 증식 및 활성화를 촉진시키는 펠릿이 충진되는 것을 특징으로 하는 가축분뇨 처리방법.
The method of claim 1,
Livestock manure treatment method characterized in that the soil microbial adjustment tank is filled with pellets to promote the growth and activation of microorganisms.
상기 생물반응조는 혐기성반응조, 무산소반응조 및 폭기반응조를 포함하며,
상기 혐기성반응조는 상기 유량조절조로부터 제공되는 상징수의 유기성 오염물질 분해 및 인 제거 미생물에 의한 인 섭취를 진행시키고,
상기 무산소반응조는 유기탄소원을 전자공여체로 활용하여 상기 혐기성반응조로부터 제공되는 혼합수에 포함된 NOx-N를 질소 가스로 탈질화시키고 무산소 인 섭취 반응을 수행하고,
상기 폭기반응조는 상기 무산소반응조에서 제공되는 혼합수에 포함된 NH3-N를 NOx-N으로 산화시켜 질산화시키고 인 섭취 반응을 수행하는 것을 특징으로 하는 가축분뇨 처리방법.The method of claim 1,
The bioreactor includes an anaerobic reactor, an anaerobic reactor and an aeration reactor,
The anaerobic reaction tank proceeds with phosphorus ingestion by decomposition of organic pollutants and phosphorus removal microorganisms of the supernatant water provided from the flow control tank,
The anoxic reaction tank uses an organic carbon source as an electron donor to denitrify NOx-N contained in the mixed water provided from the anaerobic reaction tank with nitrogen gas, and perform an oxygen-free phosphorus intake reaction.
The aeration reaction tank is a livestock manure treatment method characterized in that the oxidation of NH 3 -N contained in the mixed water provided in the anoxic reaction tank to NOx-N nitridation and phosphorus intake reaction.
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