KR100988803B1 - 토양미생물을 이용한 오염환경 개선용 조성물 및 이를 통한 폐수처리방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전처리단계, 생물학적 처리단계 및 후처리 단계로 이루어지되 상기 생물학적 고도처리에서는 토양미생물을 이용한 조성물을 투입하여 방류수의 BOD 및 COD 등의 값을 월등히 낮출 뿐만 아니라 악취를 제거할 수 있도록 하고, 후처리단계에서는 UV램프로 이루어진 고급산화처리장치를 도입하되, UV램프 교체 편의성과, 유지 관리를 위한 작업 편의성을 보장할 수 있는 구조를 제시하여
종국적으로는 유기성 고농도 폐수를 처리함에 있어 효율성과 경제성이 수반된 조성물을 이용한 유기성 고농도 폐수에 대한 효율적 및 경제적 처리방법에 관한 것으로,
토양미생물을 이용한 조성물은, 산화분말을 고형화시킨 펠렛과 부식토와 토양미생물이 혼합되어 혼합물을 구성하는 혼합물 제조단계와, 상기 제조된 혼합물을 지하수와 중량비로 혼합물 대 지하수를 2:8 내지 3:7로 혼합시키는 지하수 혼합단계와, 상기 지하수와 혼합된 혼합물에 공기를 주입하되, 간헐폭기하여 DO 농도를 0.0mg/l초과 1.0mg/l이하로 유지하는 공기주입단계와, 그리고 상기 공기주입단계 후 상기 혼합물은 온도는 20 내지 30℃로 유지되고 체류시간은 20 내지 30일로 설정된 배양단계를 거쳐 제조되는 것으로 특징으로 한다.
종국적으로는 유기성 고농도 폐수를 처리함에 있어 효율성과 경제성이 수반된 조성물을 이용한 유기성 고농도 폐수에 대한 효율적 및 경제적 처리방법에 관한 것으로,
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Description
본 발명은 축산·분뇨·산업폐수와 같은 고농도 유기성 폐수를 처리하기 위한 방법 및 이러한 처리 과정뿐만 아니라 오염된 환경에 다목적으로 사용될 수 있는 조성물에 관한 것으로,
우선 처리 방법과 관련하여, 전처리단계, 생물학적 처리단계 및 후처리 단계로 이루어지되 상기 생물학적 고도처리에서는 토양미생물을 이용한 조성물을 투입하여 방류수의 BOD 및 COD 등의 값을 월등히 낮출 뿐만 아니라 악취를 제거할 수 있도록 하고, 후처리단계에서는 UV램프로 이루어진 고급산화처리장치를 도입하되, UV램프 교체 편의성과, 유지 관리를 위한 작업 편의성을 보장할 수 있는 구조를 제시하여 종국적으로는 유기성 고농도 폐수를 처리함에 있어 효율성과 경제성이 수반된 폐수 처리방법에 관한 것이며,
나아가 오염된 환경에 다목적으로 사용될 수 있는 조성물과 관련하여 이는 토양미생물을 이용하여 제조한 조성물인 것으로, 토양미생물의 배양을 활성 및 촉진시킬 수 있는 환경을 제공하기 위해 도입된 산화분말을 고형화시킨 펠렛과, 그리고 부식토와, 그리고 초화균, 방선균으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 토양미생물을 혼합하여 완성하는 것으로 오염된 환경을 개선시킴에 있어 보다 우수한 효과를 기대할 수 있는 토양미생물을 이용한 오염환경 개선용 조성물에 관한 것이다.
환경오염은 기계화, 산업화가 가속화됨으로서 필연적으로 수반되는 현상으로, 악취제거, 오염된 토양의 복원 등 오염된 환경 개선을 위하여 해마다 많은 자본과 시간을 투자하고 있는 실정이지만 투자된 자본과 시간에 비해 얻게되는 효과는 만족할 만한 상태가 아니고, 환경 오염 및 파괴로 인한 세계 각처에서의 피해 상황은 해가 거듭할수록 심해지고 있는 실정이다.
특히 최근에는 오폐수의 악취문제, 하천의 정화문제 내지 오염된 토양의 복원문제 뿐만이 아니라 이러한 오염된 환경 속에서 재배되고 있는 먹거리에도 오염피해 상황이 심각하게 속출하고 있는 실정이다.
이로 인해 토양미생물을 이용하여 산업화 및 기계화로 인한 토양 오염을 비롯한 각종 환경 오염 등을 2차 오염 없이 자정력을 활성화시켜 토양에 집적된 오염물 및 각종 환경 오염 물질을 분해시킬 뿐만 아니라, 유해미생물의 살균을 통한 환경개선의 효과를 나타내는 조성물에 관한 연구가 활발히 진행되고 있는데,
등록특허 제10-664730호(2006.12.27)『토양개량 및 환경 개선용 미생물 제제의 제조 방법 및 상기 방법에 의해 제조한 미생물제제』, 등록특허 제10-656980호(2006.12.06)『쌀겨로부터 추출된 유용미생물 배양액의 대량 제조 방법 및 상기 유용미생물 배양액을 이용한 유용미생물 활성액의 대량 제조방법』, 등록특허 제10-0781472호(2007.11.26)『식물성 병원균에 길항작용을 갖는 균주, 상기 균주를 포함하는 방제용 미생물 제제 및 그 제조 방법』등이 언급될 수 있다.
상기 개시된 종래 기술들의 공통점은 오염된 환경을 개선시킴에 있어 토양미생물을 이용한 조성물을 제공한다는 점에 있고, 나아가 조성물을 제조함에 있어 쌀겨 또는 당밀과 같은 첨가제를 사용한다는 점을 들 수 있다.
하지만 상기 개시된 종래 기술들은 조성물을 제조함에 있어 토양미생물과 쌀겨 내지 당밀과 같은 첨가물을 혼합하고 특정된 조건(온도, DO농도, HRT)하에서 배양시켜 최종 조성물을 얻게 되는 기술인 것으로,
토양미생물 배양 정도를 첨가되는 쌀겨 내지 당밀(즉, 이는 토양미생물의 BOD를 높이기 위해 투입되는 토양미생물의 먹이가 되는 것임)과 온도, DO 농도와 같은 이미 공지된 조건의 변화에만 의존하게 될 뿐,
본원발명에서와 같이 토양미생물의 배양을 활성 및 촉진시킬 수 있는 특별화된 구조에 대한 개발 시도는 전혀 없었다.
물론 토양미생물 배양 내지 이로 인한 조성물 제조 방식에 있어 도입되는 토양미생물의 종류, 공기주입방식 등에 있어서도 본원발명에서 제안하고자 하는 방식은 상기 종래 기술들과 분명한 차이를 보인다.
다른 종래기술로 본 출원인이 출원하여 등록받은 등록특허 제10-881896호(2009.01.29)『내구성이 향상된 토양미생물 활성용 충진제』도 개시되어있는데,
이는 이하 설명될 본 발명에 의한 조성물과 비교시 투입되는 성분 일부에 있어서 유사성을 보이고는 있으나, 특정 목적을 달성하기 위한 본원발명의 조성물에 대한 구체적인 제조 조건에 있어서는 전혀 개시를 하고 있지 못하는 것이고 공통적으로 언급되는 성분이 있다 하더라도 구체적인 쓰임새는 다른 것으로 이하 설명될 본원발명의 조성물과는 차이를 보인다.
다음으로 통상적인 폐수처리 공정을 살펴보면, 전처리단계와, 생물학적 고도처리단계와, 그리고 후처리단계로 통상적으로 이루어지는데,
전처리단계에선 협잡물과 부유물질(SS)을 제거하고, 생물학적 고도처리에선 미생물을 이용하여 COD, BOD, SS, 질소 및 인을 제거하게 되며, 후처리단계에서는 처리수 중에 잔류하는 부유물질, COD, 질소 및 인을 방류수질 기준 이하로 처리하는 공정이 이루어지고 이러한 단계를 거친 처리수는 단독방류 또는 하수연계처리 하게 된다.
이때의 처리공정은 응집침전, 펜톤산화, 오존산화, 모래여과, 활성탄흡착, UF(Ultra Filtration) 및 RO(Revers Osmosis) 막분리 공정 등의 처리방법을 상호 조합하여 구성되는데,
이러한 종래의 고도처리 공정에 적용된 대부분의 처리방법에는 오존산화와 펜톤산화가 포함되어 있으나,
난분해성 COD를 산화/분해하는 데에 요구되는 산화력이 과다하여 완벽하게 분해/산화할 수 없으며, 동시에 색도유발물질이 잔류하는 문제가 발생하고, 또한 난분해성 COD의 일부가 생분해성 COD로 전환되어 처리 후 BOD가 상승하는 문제가 발생된다는 문제점이 있다.
또한 고농도 폐수처리를 위한 종래의 기술로는 등록특허 제10-0528184호(2005.11.04. 등록)『고농도 폐수의 생물학적 처리수에 대한 고도처리 방법』이 개시되어 있는데,
상기 종래 기술의 고도처리방법은 응집 침전/부상 공정과, BAF 공정과, 오존산화 공정과, 그리고 활성탄 흡착 공정을 포함하여 이루어지는 것으로 오존산화 공정을 포함하고 있어 상기한 바와 같은 문제가 있고, 특히 오존산화 공정을 위하여 공급되는 오존 가스가 누출되는 경우에는 인체의 호흡기, 감각기, 신경계통에 치명적인 유해 요인으로 작용하는 문제가 발생하게 되고, 따라서 설비 자체에 오존 누출을 방지하기 위해 많은 비용을 들여 시설 투자가 이루어져야 함으로 경제성인 측면에서 공사비가 증가되는 문제가 있다.
본 발명은 토양미생물 배양에 있어 이를 보다 활성화시키고 촉진시킬 수 있는 별도 구성 및 환경 조건을 고려하여 궁국적으로는 오염된 환경에 대한 정화능력이 우수한 토양미생물을 이용한 오염환경 개선용 조성물을 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.
나아가 토양미생물을 이용한 조성물를 투입함으로써 기존 진행되어오던 유기성 고농도 폐수 처리 방법에 비해 유기성 고농도 폐수 중의 난분해성 COD와 BOD, 그리고 부유물질(SS), 질소, 인, 색도유발물질 등을 방류수 수질기준 이하로 낮추어 단독방류 또는 하수로 연계하여 처리함으로써 환경 친화도를 높일 뿐만 아니라 악취발생이 없는 액비화가 가능하도록 하여 자원의 재활용성을 높여 경제성 및 그 효율성을 제고(提高)할 수 있는 유기성 고농도 폐수처리방법을 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명의 후처리단계에서는 UV램프로 이루어진 고급산화처리장치를 도입하되, UV램프 교체 편의성과, 유지 관리를 위한 작업 편의성을 보장할 수 있는 구조를 제시하고자 하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 조성물은,
산화분말을 고형화시킨 펠렛과, 부식토와, 토양미생물이 혼합되어 혼합물을 구성하되,
상기 펠렛은 SiO2 72 내지 78 중량%와, Al2O3 10 내지 15 중량%와, CaO 1 내지 2.5 중량%와, Fe2O3 7 내지 12 중량%와, P2O5 0.1 내지 0.4 중량%로 이루어지고,
상기 토양미생물은 초화균, 방선균으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 혼합물 제조단계와,
상기 제조된 혼합물을 지하수와 중량비로 2:8 내지 3:7로 혼합시키는 지하수 혼합단계와,
상기 지하수와 혼합된 혼합물에 쌀겨 또는 당밀 또는 이들 모두를 상기 지하수와 혼합된 혼합물 전체 중량 대비 5 내지 10중량부로 투입하는 투입단계와,
상기 쌀겨 또는 당밀 또는 이들 모두가 혼합된 혼합물에 공기를 주입하되, 간헐폭기하여 DO 농도를 0.0mg/l초과 1.0mg/l이하로 유지하는 공기주입단계와, 그리고
상기 공기주입단계 후 상기 혼합물을 온도는 20 내지 30℃로 유지되고, 체류시간은 20 내지 30일로 설정된 배양단계를 거치게 한 후 제조되는 것을 기술적 특징으로 한다.
다음으로 본 발명에 의한 폐수 처리 방법은,
폐수에서 협잡물 제거 후 1차 저류시키고, 고액분리기에 의하여 고형물을 제거한 후 2차 저류시키는 전처리단계;
상기 전처리단계를 거친 처리수에 포함된 유기물, 질소 및 인을 미생물에 의해 제거하고 분리막모듈에 의하여 부유물질을 제거하는 고도처리단계; 및
상기 고도처리단계를 거친 후 처리수에 포함된 잔여 유기물을 광촉매 산화 작용에 의하여 제거하는 후처리단계를 포함하여 이루어지되,
상기 고도처리단계에서 투입되는 조성물은,
산화분말을 고형화시킨 펠렛과 부식토와 토양미생물이 혼합되어 혼합물을 구성하는 혼합물 제조단계와,
상기 제조된 혼합물을 지하수와 중량비로 혼합물 대 지하수를 2:8 내지 3:7로 혼합시키는 지하수 혼합단계와,
상기 지하수와 혼합된 혼합물에 공기를 주입하되, 간헐폭기하여 DO 농도를 0.0에서 1.0mg/l로 유지하는 공기주입단계와, 그리고
상기 공기주입단계 후 상기 혼합물은 온도는 20 내지 30℃로 유지되고 체류시간은 20 내지 30일로 설정된 배양단계를 거쳐 제조되는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한 본 발명의 상기 후처리단계에서 구비되는 고급산화처리수단은,
광촉매인 이산화티타늄(TiO2)을 포함하는 산화처리조와, 상기 산화처리조 내에 배열되는 UV 램프와, 상기 UV 램프가 내장되고, 양단부에 걸림부를 갖는 내피와, 상기 내피의 각 걸림부에 상응하는 대응걸림부를 갖는 내피커버를 포함하는 제1 보호부재와, 그리고 상기 제1 보호부재가 내장되고, 양단부에 결합부를 갖는 외피와, 상기 외피의 각 결합부에 상응하는 대응결합부를 갖는 외피커버를 포함하는 제2 보호부재를 포함하여 이루어지며,
상기 제1 보호부재의 내피에는 미끄럼수단(SM)을 포함하고,
상기 미끄럼수단은 상기 내피에 형성된 복수의 수용홈과, 상기 각 수용홈에 내장되고, 상기 외피의 내벽면과 접하는 슬라이드 볼을 포함하여 이루어진 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명에 의한 조성물은 토양미생물의 배양이 활성 및 촉진되어 오염된 환경을 보다 효율적으로 정화시킬 수 있게 하는 것으로, 액상 형태로 제조되어 오염된 토양을 복원함에 있어 사용되며, 오폐수의 정화에 긴요하게 사용이 되며, 상기 오염된 토양 및 오폐수로부터 발생되는 악취를 제거해 줄 수 있고, 나아가 가정 내의 주방, 화장실에서의 악취제거에 사용된다.
또한 본 발명에 의한 폐수 처리 방법에 의하면, 고도처리효율 및 산화처리효율이 극대화되어 유기성 고농도 폐수 중의 난분해성 COD 및 BOD, 부유물질(SS), 질소, 인, 그리고 색도유발물질 등을 방류수 수질기준 이하로 낮출 수 있게 되었으며, 전 공정을 통해 악취가 발생되지 않는다는 효과를 가진다.
또한 후처리공정에서 특정 구조를 갖는 고급산화처리장치가 도입되어, UV램프 교체 내지 유지 관리를 위한 작업의 편의성이 월등히 좋아졌다는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 가축분뇨 및 분뇨 등의 유기성 고농도 폐수 고도처리 및 자원재활용 공법의 각 단계를 나타내는 흐름도,
도 2는 본 발명에 따른 처리장치를 나타내는 개념도,
도 3은 본 발명에 사용되는 조성물 제조공정을 도시한 공정도.
도 4는 본 발명에 따른 고급산화처리수단의 UV 램프, 제1 및 제 2 보호부재가 결합된 상태를 나타내는 사시도 및 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 고급산화처리수단의 UV 램프, 제1 및 제 2 보호부재를 나타내는 분해 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 고급산화처리수단의 UV 램프, 제1 및 제 2 보호부재를 나타내는 단면 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 고급산화처리수단의 UV 램프, 제1 및 제 2 보호부재를 나타내는 분해 및 결합 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 처리장치를 나타내는 개념도,
도 3은 본 발명에 사용되는 조성물 제조공정을 도시한 공정도.
도 4는 본 발명에 따른 고급산화처리수단의 UV 램프, 제1 및 제 2 보호부재가 결합된 상태를 나타내는 사시도 및 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 고급산화처리수단의 UV 램프, 제1 및 제 2 보호부재를 나타내는 분해 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 고급산화처리수단의 UV 램프, 제1 및 제 2 보호부재를 나타내는 단면 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 고급산화처리수단의 UV 램프, 제1 및 제 2 보호부재를 나타내는 분해 및 결합 단면도.
이하에서는 본 발명에 따른 토양미생물을 이용한 조성물 및 이를 통한 유기성 고농도 폐수처리방법을 보다 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 각 단계를 흐름을 나타내는 공정도이고, 도 2는 본 발명에 따른 처리장치를 나타내는 개념도이고, 도 3은 본 발명에 투입되는 조성물를 제조되는 공정을 도시한 공정도이고,
도 4 내지 도 7은 본 발명에 따른 고급산화처리수단의 UV 램프, 제1 및 제2 보호부재를 나타내는 결합 및 분해도이다.
또한 본 발명에 따른 각 공정별 단계는 각 처리조와 처리조를 공급관(SP)과 공급펌프(P)에 의하여 일정한 압력을 공급하게 되며, 이하에서는 이에 대한 설명을 생략하기로 한다.
또한 본 발명에 의한 조성물에 대한 설명은 별도 기재하지 않고 폐수처리방법을 설명하면서 함께 기재하도록 한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 유기성 고농도 폐수처리방법은,
가축분뇨 등에서 협잡물 제거 후 1차 저류시키고, 고액분리기에 의하여 고형물을 제거한 후, 2차 저류시키는 전처리단계(S100)와,
상기 전처리단계(S100)를 거친 처리수에 포함된 유기물, 질소 및 인을 토양미생물을 이용하여 제거하고, 분리막(280)에 의하여 부유물질을 제거하는 고도처리단계(S200)와,
상기 고도처리단계(S200)를 거친 처리수에 포함된 잔여 유기물을 광촉매 산화 작용을 통해 제거하는 후처리단계(S300)와, 그리고
상기 후처리단계(S300)를 거친 처리수를 하천으로 단독 방류하거나 또는 하수와 연계하여 배출하는 방류단계(S400)를 포함하여 이루어지고,
본 발명의 폐수처리방법에서는 상기 전처리단계(S100)에서 협잡물을 제거한 후, 그 처리수를 액비설비(180)에 의하여 액비(液肥)를 생성하는 액비화단계(S150)가 더 추가될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하여 상기 전처리단계(S100)를 살펴보면,
가축분뇨 및 사람의 분뇨(인분뇨) 등의 오폐수는 협잡물 종합 처리기(130)를 통하여 초기 처리된 후, 제1 저류조(110)에 투입되어 1차 저류되고, 상기 제1 저류조(110)에 의한 1차 처리수는 고액분리기(140)를 거쳐, 제2 저류조(120)로 이송되는 과정으로 이루어진다.
그리고 본 명세서 말미에서 설명하게 될 액비화단계(S150)는 상기 전처리단계(100)에서 협잡물 종합 처리기(130)에 의하여 가축분뇨 및 분뇨 등에서 협잡물이 제거된 후 곧바로 액비설비로 이송되어 호기성 미생물에 의하여 액비화된다.
상기 제1 저류조(110)에 의하여 처리된 1차 처리수 중의 협잡물(挾雜物)과 침사물질 등의 고형물을 고액분리기(140)에 의한 고속 회전을 통하여 원심 분리함으로써 고형물의 농도 및 중량을 저감시키고, 아울러 고형질에 포함되어 있는 유기물에 의한 부패를 방지하여 악취를 제거하게 된다.
그리고 상기 고액분리기(140)에 의하여 원심 분리된 처리수는 제2 저류조(120)에 공급되어 저류되고, 이로 인한 2차 처리수는 고도처리단계(S200)에서 진행되는 생물학적 반응단계(S210)에서의 유기물 분해를 위하여 혐기조(220)와 간헐폭기조(225)로 공급된다.
아울러 상기 제1 저류조(110)와 제2 저류조(120) 저부에는 교반용 블로워(145)와 이와 연결된 에어 분출관(147)을 통하여 공기가 분출됨으로써 각 저류조(110)(120)에 유입된 처리수를 교반하게 되고, 처리수에 포함되어 있는 협잡물이나 침사물질 등의 고형물이 각 저류조(110)(120) 저면에 침착(沈着)되는 것을 방지하게 된다.
상기 과정을 통하여 가축분뇨 및 인분뇨 등에 포함된 난분해성 COD 및 BOD, 부유물질(SS : Suspended Solid), 질산 및 인산 제거율을 살펴보면 다음과 같다.
1. 협잡물 종합 처리기를 거친 유출수 : COD 제거율 6.6%, BOD 제거율 6.6%, 부유물질(SS) 제거율 22.2%, 질소 제거율 1.4%, 인 제거율 1.4%
2. 고액분리기(140)를 거친 유출수 : 난분해성 COD 제거율 22%, 난분해성 BOD 제거율 22%, 부유물질(SS) 제거율 72%, 질소 제거율 17%, 인 제거율 34%
즉 상기 전처리단계(S100)를 거치는 과정에서 부유물질 및/또는 고형물의 농도 및 중량이 상당한 부분 저감됨을 알 수 있다.
다음으로 본 발명에 따른 고도처리단계(S200)을 도 1 내지 도 3을 참조하여 살펴본다.
본 발명에 의한 고도처리단계(S200)는,
상기 전처리단계(S100)를 거친 처리수가 유입되는 혐기조(220)와 상기 혐기조(220)를 거친 처리수가 유입되는 간헐폭기조(225)를 거치면서 상기 전처리단계(S100)를 거친 처리수 중에 포함되어 있는 유기물, 질소 및 인을 토양 미생물을 통하여 분해하기 위한 생물학적 반응수단(210)을 포함하는 생물학적 반응단계(S210)와,
상기 생물학적 반응단계(S210)를 거친 처리수 중에 포함된 부유물질을 분리막모듈(280)에 의하여 제거하기 위한 여과수단(260)을 포함하는 침지식분리막을 이용한 여과단계(S220)로 이루진다.
우선 상기 고도처리단계(S200)에서 상기 생물학적 반응단계(S210)는,
상기 혐기조(220)에서 인의 방출을 유도하고, 아울러 상기 간헐폭기조(225)에서는 호기성 미생물을 우점종(優占種)화하여 호기성 미생물과 유기물의 이화작용 및 동화작용을 통하여 분해하는 과정에서 BOD, COD, 질소 및 인을 제거하게 되는데,
상기 간헐폭기조(225)에는 토양미생물을 이용하여 제조된 조성물이 투입되어 BOD, COD, 질소 및 인 제거율을 월등히 낮추면서 또한 공정 전반에 걸쳐 발생될 수 있는 악취를 제거하게 된다.
이하 도 3을 참조하여 상기 조성물이 제조되는 공정을 설명하면,
도 3에 도시된 바와 같이 액상형태로 제조되는 본 발명의 조성물은,
혼합물 제조단계와 상기 혼합물에 지하수를 다시 혼합하는 단계, 상기 지하수가 혼합된 혼합물에 쌀겨 또는 당밀 또는 이들 모두를 투입하는 투입단계, 이후 공기를 주입하고 적정한 온도와 체류시간을 설정하여 배양시키는 단계를 순차적으로 거치며 이루어진다.
물론, 본 발명에서 사용되는 지하수는 오염되지 않은 지하수인 것이 바람직하다.
상기 혼합단계에서는 펠렛과 부식토와 토양미생물이 혼합되는데,
상기 펠렛은 산화분말을 고형화시킨 것으로 부식토를 혼합하여 토양미생물의 배양을 활성 및 촉진시키기 위해 도입되는 구성인 것으로, 상기 펠렛을 투입하여 이를 토양 미생물과 함께 혼합함에 따라 토양미생물의 배양은 더욱 활발히 진행되어 단순한 토양미생물보다 우수한 정화효과를 얻을 수 있게 된다.
상기한 펠렛의 구성을 살펴보면,
SiO2 72 내지 78 중량%와, Al2O3 10 내지 15 중량%와, CaO 1 내지 2.5 중량%와, Fe2O3 7 내지 12 중량%와, P2O5 0.1 내지 0.4 중량%로 이루어진 산화분말을 고형화시킨 것으로, 상기 펠렛은 pH 2.5 ~ 6.0 정도의 페하 범위를 갖는 산성 고형물로, 막대형상으로 길이가 30 ~ 70mm이고, 입경이 20 ~ 50mm 로 형성된다.
더욱 바람직하게 상기 펠렛의 구성은, SiO2 75 중량%, Al2O3 13.5 중량%, CaO 2.2중량%, Fe2O3 9중량%, 그리고 P2O5 0.3중량%로 이루어졌을 때 최적의 효과를 갖게된다.
또한 상기 펠렛과 혼합되는 토양미생물은, 초화균, 방선균으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 것이 바람직하다.
다음으로 상기 펠릿, 부식토, 그리고 토양미생물이 혼합된 혼합물을 지하수와 혼합을 시키되, 혼합물 대 지하수의 혼합비는 중량 기준으로 2:8 내지 3:7로 함이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2:8이 바람직하다.
즉, 투입되는 혼합물은 지하수의 1/4 수준 정도 바람직하다 할 것인데, 혼합물을 지하수에 많이 투입을 하면 할수록 투입량과 비례하여 효과가 높아질 수 있다고 생각될 수도 있으나 상기 1/4 정도가 넘을 경우 그 이상의 효과가 나타나지 않기에 그 혼합비는 2:8이 바람직하다.
보다 구체적으로는, 펠렛은 17중량%, 부식토는 2.5중량%, 토양미생물은 0.5 중량%, 그리고 지하수를 80중량%로 하는 것이 바람직하다.
다음으로 상기 지하수와 혼합된 혼합물에는 쌀겨 또는 당밀 또는 이들 모두를 상기 지하수와 혼합된 혼합물 전체 중량 대비 5 내지 10 중량부로 투입을 하는 투입단계를 거친다. 즉, 쌀겨 또는 당밀 단독으로 투입시킬 수도 있고, 이들을 혼합시켜 투입을 할 수도 있음은 물론이다. 이는 BOD를 높여주기 즉, 토양미생물의 먹이를 제공하여 상기 펠렛과 함께 토양미생물을 활성화시키기 위함인데, 상기 쌀겨 또는 당밀은 비교적 구하기 용이하고 원가 부담이 적기에 더욱 바람직하다
상기 토양미생물의 먹이 투입과 함께 다음 단계로 DO농도 및 온도를 맞추게 된다. 본 단계에서의 공기 주입시에는 DO농도를 0.0mg/l초과 1.0mg/l이하로 유지하고 간헐폭기시키는 것이 바람직한데, 즉 완전 호기 상태도 아니고 혐기 상태도 아닌 임의성 존으로 유지하도록 한다. 그리고 온도는 20 에서 30 ℃ 사이를 유지하도록 한다. 또한 체류시간(HRT)은 20일 내지 30일로 맞추도록 한다.
상기의 과정으로 얻게 되는 액상 형태의 조성물은 pH가 5 이하인 산성을 띠는 조성물로, 악취제거를 비롯하여 복원 능력이 탁월한 효과를 보인다.
상기와 같은 과정을 거쳐 완성된 미생물 제제를 간헐폭기조(225)에 투입하여 폐수의 난분해성 BOD, COD를 비롯한 질소, 인을 보다 효과적으로 제거하게 된다.
그리고 상기 혐기조(220) 및 간헐폭기조(225)는 가축분뇨 및 인분뇨 등의 유입량 및 처리량, 미생물의 분해 속도 차이와, 처리기간 장단 등을 고려하여 그 개수나 처리 규모가 정하여지며,
본 명세서상에서는 전방에 혐기조(220)를 두고, 상기 혐기조(220) 후방에 간헐폭기조(225)가 구비시키고, 상기 간헐폭기조(225)는 격벽에 의하여 구획된 분리조로 구성하였다.
더 나아가 간헐폭기조(225)에 조성물을 투입함과는 별도로, 상기 혐기조(220) 및 간헐폭기조(225)에 미생물 공급을 진행할 수 있는데, 도 2에 도시된 바와 같이 미생물 배양조(230) 내에 설치된 수중형 리액터(250) 및 외부에 설치된 지상형 리액터(240)를 통해 배양된 미생물 공급이 이루어지는 것으로,
상기 지상형 및 수중형 리액터(240, 250)에는 펠릿형상의 충진제와 부정형의 스톤이 구비되어 미생물 배양하게 된다.
다음으로 본 발명에 따른 고도처리단계(S200)에서 상기 침지식분리막을 이용한 여과단계(S220)는
상기 생물학적 반응단계(S210)와 대별되는 물리적인 여과 과정으로 상기 간헐폭기조(225)를 거친 처리수에 포함된 부유물질이 침지식분리막(280)에 의한 여과를 통하여 제거되는 과정이다.
즉 상기 침지식분리막을 이용한 여과단계(S220)에는 막분리조(270)가 구비되고, 상기 막분리조(270) 내부에는 상기 침지식분리막(280)이 복수로 구비되어 있으며(이하 막분리조 내부에 침지식분리막이 복수로 구비된 상태를 분리막모듈이라 칭하고 이하 설명 이어간다)
분리막모듈은 평막 또는 중공사여과막 등과 같은 정밀여과 방식이나 또는 기타 여과막을 이용한 분리막으로 여과효율을 극대화하고, 상기 침지식분리막(280)은 처리수가 외측에서 내측으로 유입되면서 여과되는 흡입식으로 이루어진다.
또한 첨부된 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 분리막모듈을 카트리지 형태로 이루어진 것을 사용하여 분리막모듈의 교환이나 교체와, 유지 및 관리가 쉽고 십속하게 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
아울러 상기 분리막모듈에서 약품세정탱크(미도시)가 별도로 구비하여, 상기 침지식분리막에 고착되어 있거나 부착된 이물질 및 불순물을 분리하고 세정할 수 있도록 하는 것이 바람직하고,
또한 상기 막분리조(270) 저면에 침전되어 있는 슬러지 중 일부는 상기 혐기조(220)로 반송되어 미생물 생육에 이용되도록 하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 막분리조(270) 저면에 침전된 슬러지는 슬러지 저류조(295)에 이송되어 탈수 등의 공정을 거쳐 매립되거나 또는 소각 등의 형태로 폐기되거나, 또는 퇴비화하여 재활용함으로써 자원 재활용도를 높일 수 있도록 하는 것도 바람직하다.
또한 상기 생물학전 반응수단(210)에서 상기 간헐폭기조(225)에 에어를 공급하기 위한 폭기조용 에어 블로워(227)가 구비되고, 상기 여과수단(260)에서 상기 막분리조(270)으로 에어를 공급하기 위한 막분리조용 블로워(290)가 구비되어 각 조로 공기를 공급하게 된다.
이상의 상기 고도처리단계(S200)의 생물학적 반응단계(S210) 및 침지식분리막을 이용한 여과단계(S220)를 통하여 가축분뇨 및 인분뇨 등에 포함된 난분해성 COD 및 BOD, 그리고 부유물질(SS)과 질소 및 인의 제거율은 각각 91.5%, 98.3%, 99.9%, 84.3% 66.8%의 제거율을 보이는 것을 확인하였는바,
이는 상기 생물학적 반응단계(S210)와 침지식분리막을 이용한 여과단계(S220)를 거치면서 대부분의 난분해성 COD 및 BOD, 부유물질, 질산 및 인산이 제거됨을 알 수 있다.
다음으로 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 상기 후처리단계(S300)를 살펴보면, 본 후처리단계(S300)는 상기 고도처리단계(S200)를 거친 처리수에 포함된 잔여 유기물을 UV 램프(10)에 의하여 산화 처리하고, 처리수에서 색도유발물질을 제거하여 방류수 수질기준 이하의 처리수를 방류하기 위한 전단계 과정이다.
또한 상기 후처리단계(S300)에서 도입되는 고급산화처리수단(OM)은 여과단계(S220) 거친 처리수를 수용하는 처리수조(330)와, 상기 처리수조(330) 후방에 배열된 산화처리조(310)와, 상기 산화처리조(310) 후방에 배열된 나노여과기(320)가 순차적으로 배열되면서 이루어진다.
특히 상기 산화처리조(310)는 광촉매인 이산화티타늄(TiO2)을 이용한 광촉매 반응을 이용하고, 더 나아가 약품세정탱크(미도시), 가압펌프(미도시) 및 현장제어반(미도시) 등을 포함하여 이루어지는데,
상기 나노여과기(320)는 상기 산화처리조(310)에서 광촉매 반응에 의하여 산화처리된 처리수 중에서 잔여 미세 부유물질과, 유기물, 질소 및 인을 제거하고, 또한 높은 투과성 및 투과효율을 갖고, 내압성이 우수하여 고압에서도 운전이 가능한다.
그리고 약품세정탱크(미도시)는 상기 나노여과기(320)의 일부 여액을 저장하여 나노여과기(320)를 세정하고, 나노여과기(320) 작동 중에 부유물질로 인하여 막이 막혀 여과기 내의 압력이 상승하는 경우 세정액을 공급하여 여과기의 막힘과 손상을 방지하며,
상기 가압펌프(미도시)는 상기 막분리조(270)에서 처리된 처리수를 상기 나노여과기(320)로 가압 공급하는 역할을 하게 된다.
그리고 상기 현장제어반(미도시)은 상기 산화처리조(310) 외부에 설치되어 처리수압을 조절하거나 또는 자동운전 및 수동스위치에 의한 조작 운전 등을 제어할 수 있는 제어패널의 역할을 하게 된다.
무엇보다도 본 발명의 고급산화처리수단(OM)은 MAOP(Membrane & Advanced Oxidation Process)로 수산기(Hydroxyl Radical)를 중간 생성물질로 하여 수중 오염물질인 유기물을 산화처리하기 위해 도입된 것인데,
파장이 약 200 ~ 300nm 정도인 자외선을 이산화티타늄(TiO2) 촉매에 조사하여 이산화티타늄(TiO2) 표면에 OH를 생성시켜 유기물을 제거하는 방법으로,
이산화티타늄(TiO2)은 고유한 Band Gap Energy 즉, 약 3.2eV이상의 에너지와 400nm이하의 파장보다 더 큰 에너지를 받게 되면 이산화티타늄(TiO2) Valence Band(원자가 전자대)에 있는 전자가 Conduction Band(전도대)로 전리되고, Valence Band에는 전자기 비어 있는 정공(Positive Hole)을 남기게 되고,
이렇게 생긴 전자(e-)가 이산화티타늄(TiO2) 입자의 표면으로 이동하면서 이산화티타늄(TiO2) 입자 표면에 있는 물이나 OH- 등과 H+와 반응하여 OH 라디컬을 형성하게 되고, H+ 이온을 생생하여 직접 유기물과 반응하여 유기물을 산화 처리하고, 색도유발물질을 제거하게 된다.
즉 도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 고급산화처리수단(OM)은,
광촉매인 이산화티타늄(TiO2)을 포함하는 산화처리조(310)와, 상기 산화처리조(310) 내에 배열되는 UV 램프(10)와, 상기 UV 램프(10)가 내장되고, 양단부에 걸림부(21a)를 갖는 내피(21)와, 상기 내피(21)의 각 걸림부(21a)에 상응하는 대응걸림부(25a)를 갖는 내피커버(25)를 포함하는 제1 보호부재(20)와, 그리고 상기 제1 보호부재(20)가 내장되고, 양단부에 결합부(31a)를 갖는 외피(31)와, 상기 외피(31)의 각 결합부(31a)에 상응하는 대응결합부(33a)를 갖는 외피커버(33)를 포함하는 제2 보호부재(30)를 포함하며, 상기 제1 보호부재(20)의 내피(21)에는 미끄럼수단(SM)이 더 포함되어 이루어진다.
도 2를 참조하여 본 발명에 따른 고습산화처리수단에서의 산화처리조(310)는, 내부에 적정량의 광촉매인 이산화티타늄(TiO2)이 내장되어 있어 상기 UV 램프(10)에 의한 자외선광에 의하여 활성화되어 유기물을 산화시키고, 색도유발물질을 제거하게 된다.
또한 상기 UV 램프(10)는, 석영관(11)과 상기 석영관(11) 양단에는 전원을 공급하기 위한 전원단자(13)가 구비되어 있으며,
상기 산화처리조(310) 내에 여러 개소가 구비되고, 대략 200 ~ 300nm 정도의 자외선광을 조사하는 범용성을 갖는 제품을 사용하는 것이 바람직하며,
상기 UV 램프(10)의 자외선광은 상기 산화처리조(310) 내의 광촉매인 이산화티타늄(TiO2)을 활성화하여 처리수에 포함된 유기물을 산화 처리 및 색도유발물질을 제거함으로써 방류수 수질기준 이하 수준으로 낮추게 된다.
이 경우 상기 UV 램프(10)가 산화처리조(310) 내로 유입된 처리수와 직접 맞닿는 경우에는 처리수에 포함된 유기물이나 오염물질 등에 의한 스케일이 고착되는 현상이 발생하게 되고, UV 램프(10)관에 고착된 스케일을 수시로 제거하지 않는 경우 UV 램프(10)에 의하여 조사되는 자외선 광이 약하게 하거나 또는 자외선 광을 차단하여 광촉매 반응 효율이 떨어지는 현상이 발생하고, 또한 UV 램프(10)를 자주 교체하거나 또는 스케일을 제거하기 위한 장비가 필요하게 됨으로 경제성이 떨어지게 된다.
따라서 이하에서는 UV 램프(10) 자체에 스케일이 고착되는 방지하고, 소모품인 UV 램프(10)의 교체의 용이성을 위해 본 발명에서 채용한 각 구성에 대하여 기술하기로 한다.
도 3 내지 도 7를 참조하여, 상기 제1 보호부재(20)는 상기 UV 램프(10)의 교체 편의성을 보장하기 위한 구성으로
상기 UV 램프(10)가 내장되고, 양단부에 걸림부(21a)를 갖는 내피(21)와, 상기 내피(21)의 각 걸림부(21a)에 상응하는 대응걸림부(25a)를 갖는 내피커버(25)를 포함하여 이루어져, 상기 UV 램프(10)가 내장된 제1 보호부재(20)의 수밀성을 보장하게 된다.
더 나아가 상기 제1 보호부재(20)의 내피(21)에는 미끄럼수단(SM)이 더 포함되어 소모품인 UV 램프(10)의 교체 및 유지 보수를 위한 작업 시 UV 램프(10)의 교체 편의성 및 유지 관리를 위한 작업의 용이성을 보장할 수 있게 된다.
우선 상기 제1 보호부재(20)에서 상기 내피(21)는 양단이 개구된 형태의 원통 형상이며, 상기 UV 램프(10)에 의한 조사광을 그대로 투과시킬 수 있는 광 투과성을 갖는 합성수지재를 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에 따른 미끄럼수단(SM)은 상기 내피(21)의 길이방향을 따라 소정 간격으로 이격되어 형성되고 방사상 형태로 구비된 수용홈(21b)과,
상기 각 수용홈(21b)에 내장되고, 상기 외피(31)의 내벽면과 접하는 슬라이드 볼(23)을 포함하여 이루어진다.
즉 상기 미끄럼수단(SM)의 상기 제2 보호부재(30)의 외피(31)에 내장된 교체형 제1 보호부재(20)의 배출 및 삽입 편의성을 보장하기 위한 구성으로
상기 각 수용홈(21b)은 상기 내피(21)의 외측방향에서 내측방향으로 함몰된 형태로 이루어지고, 상기 각 수용홈(21b)에는 슬라이드 볼(23)이 내장되어 상기 슬라이드 볼(23)이 상기 제2 보호부재(30)의 외피(31)의 내벽면을 타고 슬라이딩하게 된다.
이 경우 상기 각 수용홈(21b)은 슬라이드 볼(23)이 단순히 안치되는 형태로 형성될 수 있으나, 제1 보호부재(20)의 배출 및 삽입 시 슬라이드 볼(23)이 수용홈(21b)에 이탈하여 작업성이 떨어지는 것을 방지하기 위해
상기 각 수용홈(21b)은 슬라이드 볼(23)의 절반이 넘는 부분이 수용되도록 형성되는 것이 바람직하다.
한편 상기 각 수용홈(21b)은 제1 보호부재(20)의 내피(21) 내측에서 볼 때 돌출된 형태의 안내돌기(21c)를 형성하게 되며,
상기 안내돌기(21c)는 상기 UV 램프(10)의 석영관(11) 외주면과 맞닿아 UV 램프(10)를 지지함과, 동시에 UV 램프(10)가 흔들리지 않도록 위치 고정시키는 역할을 하게 되며,
또한 상기 안내돌기(21c)는 상기 UV 램프(10)를 상기 내피(21)로부터 빼내거나 또는 삽입하는 경우 가이드하는 역할을 추가적으로 수행함으로써
UV 램프(10)의 장, 탈착이 용이하고 쉬우면서도 결합 후에는 고정 지지하도록 하여 제품의 신뢰성을 높일 수 있게 된다.
본 발명에 따른 제1 보호부재(20)에서 상기 내피커버(25)는 상기 내피(21) 양단부를 덮도록 구성되며, 이 경우 상기 내피(21)와 내피커버(25)는 상호 기밀을 유지하기 위한 밀폐성과, UV 램프(10)의 교체 및 유지 관리를 위한 작업 편의성 보장하기 위해 개폐가 용이하도록 구성되어야 한다.
즉 상기 내피(21)에는 양단부 외주면에는 요부 또는 철부, 또는 요철부 형태로 형성된 걸림부(21a)가 구비되고,
상기 내피커버(25)에는 상기 걸림부(21a)에 상응하는 철부 또는 요부, 또는 요철부 형태를 갖는 대응걸림부(25a)가 구비되며,
상기 내피(21)의 걸림부(21a)와 상기 내피커버(25)의 대응걸림부(25a)에 의하여 내비와 내피커버(25)의 분리 및 탈착이 용이하게 하여 내피(21)에 내장된 UV 램프(10)의 교체 및 유지 관리를 위한 작업 편의성을 보장하게 된다.
그리고 상기 내피커버(25) 내측에는 상기 UV 램프(10)의 전원단자(13)와 연결되는 소켓(26)이 구비되며, 상기 소켓(26)에는 전원선(27)이 연결되어 외부에서 공급되는 전원을 UV 램프(10)에 공급하게 된다.
아울러 상기 내피(21)와 내피커버(25)의 결합 시 내피(21) 내부로 처리수가 유입되는 것을 방지하기 위한 구성으로 상기 내피커버(25) 외측면에는 환형의 가압돌기(25b)가 형성되는데, 이는 상기 제2 보호부재(30)의 외피(31)에는 환형홀(33b)이 형성되어 상기 내피커버(25)에 연결된 전원선(27)을 수용하게 되므로 상기 환형홀(33b)을 통하여 처리수가 제1 보호부재(20)의 내피(21) 내부로 처리수의 유입을 방지하여야 할 필요가 있게 된다.
따라서 상기 내피커버(25)의 가압돌기(25b)는 상기 외피커버(33) 내측에 부착된 밀봉부재(35)를 가압하여 수밀성을 보장하게 되며,
이는 상기 제2 보호부재(30)의 외피(31)와 외피커버(33)는 나사체결 방식에 의하여 양방향에서 체결되는 경우 상기 제2 보호부재(30) 외피(31)에 내장되는 내피커버(25)의 가압돌기(25b)가 가압되고, 상기 가압돌기(25b)는 상기 외피커버(33)에 부착된 밀봉부재(35)와 맞닿아 가압되면서 수밀성을 보장을 위한 밀봉 역할을 하게 된다.
또한 상기 내피커버(25)에는 그 내측면에 연결되고, 환형 또는 방사상 형태로 형성된 가이드돌기(25c)가 형성되어 있으며,
상기 가이드돌기(25c) 내에는 상기 소켓(26)이 수용되어 있어 상기 UV 램프(10) 양단부의 돌출된 전원단자(13)가 소켓(26)에 삽입되는 경우 상기 가이드돌기(25c)가 UV 램프(10)의 양단부를 가이드함으로써 UV 램프(10)와 전원단자(13)와의 결합 편의성을 보장하고,
동시에 UV 램프(10)의 양단부를 지지하여 UV 램프(10)의 유동을 방지함으로써 안정적인 지지를 보장하게 된다.
더 나아가 상기 내피커버(25)의 걸림부(21a)와 상기 가이드돌기(25c) 사이에 형성되는 삽입홈 내측면에는 기밀부재(28)가 부착되어 있어 상기 내피(21)와 내피커버(25)의 결합 시 상기 내피(21) 단부가 기밀부재(28)를 가압하여 수밀성을 보장하게 된다.
다음으로 상기 제2 보호부재(30)는,
상기 제1 보호부재(20)가 내장되고, 양단부에 결합부(31a)를 갖는 외피(31)와, 상기 외피(31)의 각 결합부(31a)에 상응하는 대응결합부(33a)를 갖는 외피커버(33)를 포함하여 이루어진다.
우선 상기 외피(31)는 상기 제1 보호부재(20)를 수용하기 위해 원통 형상으로 이루어지고, 상기 외피(31) 역시 상기 UV 램프(10)에 의한 조사광을 투과시킬 수 있는 광 투광성을 갖는 합성수지재를 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 결합부(31a)는 상기 외피(31) 양단부 외주면에 나사산 형태로 구비되고, 상기 대응결합부(33a)는 상기 외피커버(33) 내측면에 나사산 형태로 구비되어 상기 외피(31)와 외피커버(33)가 나사체결 방식을 통하여 결합된다.
또한 상기 외피커버(33)는 상기 내피커버(25)의 구조적인 특징과 살빼기를 위해 동일한 두께를 갖는 복수의 단턱 형태로 이루어지고,
상기 외피커버(33)에는 상기 내피커버(25)와 연결된 전원선(27)을 위한 환형홀(33b)이 형성되고,
상기 외피커버(33) 환형홀(33b) 주변에는 제1 접촉부(33c)가 형성되어 상기 내피커버(25)의 가이드돌기(25c)에 의하여 가압되는 밀봉부재(35)가 부착되며,
또 상기 제1 접촉부(33c) 외측에는 제2 접촉부(33d)에도 밀봉부재(35)가 부착되어 있어 상기 외피(31)와 외피커버(33)의 결합 시 외피(31) 단부와 맞닿아 가압되면서 수밀성을 보장하게 된다.
한편 상기 제2 보호부재(30)의 외피(31) 외주면에는 처리수에 포함된 유기물이나 오염물질과 직접 접하게 되어 장시간 사용하는 경우 스케일이 고착되어 UV 램프(10)의 조사광을 흐리게 하거나 또는 차단하는 것을 방지하기 위해 상기 외피(31) 외주면의 부착된 스케일을 탈거시키기 위한 스케일 세척수단(미도시)이 구비된다.
상기 세척수단(미도시)은 다양한 형태로 설계될 수 있는데, 상기 세척수단(미도시)은 브러쉬 형태나 또는 링 형태로 구비되어 모터나 기타 구동수단에 의하여 운전되는 자동방식이나 수동방식을 통하여 구동되고, 이러한 구동은 상기 현장제어반(미도시)을 통하여 정기적으로 또는 수시로 세척수단의 운전을 수행하는 것이 가능하게 된다. 이 경우 상기 세척수단(미도시)이 링 형태를 이루는 경우에는 UV 램프의 석영관과의 마찰력, 마찰에 의한 마모 경도 등을 고려하여 테프론 또는 이와 유사한 재질을 사용하는 것이 바람직하다.
이상의 상기 고급산화처리수단(OM)에 의한 상기 후처리부(S300)를 통하여 가축분뇨 및 분뇨 등에 포함된 난분해성 COD 77.2%, 난분행성 BOD 67.8%, 부유물질(SS : Suspended Solid) 58.4%, 질소 69.8% 및 인 90.9% 제거율을 보이며,
이는 상기 나노여과기(320)에 의하여 대부분의 미세 부유물질과, 유기물에 포함된 질소 및 인이 제거되고, 고급산화처리수단(OM)에 의하여 대부분의 유기물은 산화되고, 색도유발물질이 제거되어 방류수 수질기준 이하의 처리수를 생성하게 될 수 있음을 보여준다.
다음으로 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 방류단계(S400)를 살펴보면,
이는 후처리단계(S300)에서 고급산화처리수단(OM)에 의하여 산화 처리 및 색도유발물질이 제거된 방류수 수질기준 이하의 처리수가 직접 배출되는 단독방류이거나 또는 연계수조(410)를 거쳐 방류되는 과정이다.
더 나아가 본 발명에 따른 상기 액비화단계(S150)는, 상기 전처리단계(S100)에서 협잡물 종합 처리기(130)에 의하여 가축분뇨 및 분료에서 협잡물을 제거한 후, 액비설비(180)를 통하여 액비를 생성하기 위한 과정이며,
이는 가축분뇨 및 분뇨 중 일부는 정수 처리하여 방류하고, 일부는 상기 액비화단계(S150)를 통하여 비료로 사용함으로써 자원 재활용도를 높여 경제성 및 효율성을 제고할 수 있게 된다.
즉 상기 액비화단계(S150)에서 상기 액비설비(180)는 폭기조(160)와 자산화조(170)로 이루어지며, 상기 폭기조(160)와 자산화조(170)에서는 호기성 미생물의 분해과정을 통하여 고형물, 유기물 및 병원성균을 안정적으로 제거하고, 악취 유발 물질을 제거하여 악취를 저감시킨 액비를 생성하게 된다.
이 경우 상기한 바와 같이 상기 폭기조(160)과 자산화조(170) 내의 호기성 미생물에 의하여 액비를 생성하는 것을 혐기성 미생물에 의한 액비화 과정에서는 액비를 농축하기 위한 과정이 필요하며, 이 과정에서 액비를 농축하기 위한 농축설비가 요구됨으로 경제적인 측면에서 부담이 되는 것을 방지하기 위함이다.
그리고 상기 액비설비(180)는 각 유입 조건에 따라 농축율을 조절하여 비료공정 규격을 만족시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 폐수처리방법에 사용되는 폐수처리장치는
가축분뇨 및 분뇨에서 협잡물 제거 후 1차 저류시키고, 고액분리기(140)에 의하여 고형물을 제거한 후, 2차 저류시키는 전처리부(100)와, 상기 전처리부(100)를 거친 처리수에 포함된 유기물, 질소 및 인을 미생물에 의하여 제거하고, 분리막모듈(280)에 의하여 부유물질을 제거하는 고도처리부(200)와, 상기 고도처리부(200)를 거친 처리수에 포함된 잔여 유기물을 광촉매 산화 작용에 의하여 제거하기 위한 고급산화처리수단(OM)이 구비된 후처리부(300)와, 그리고 상기 후처리부(300)를 거친 처리수를 하천으로 단독 방류하거나 또는 하수와 연계하여 배출하는 방류부(400)를 포함하여 이루어지되, 상기 전처리부(100)에서 협잡물을 제거한 후, 그 처리수를 액비설비에 의하여 액비(液肥)를 생성하는 액비화수단(150)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
즉 본 발명에 따른 처리장치는 전처리부(100)와, 생물학적 반응수단(210)과, 여과수단(260)으로 이루어진 고도처리부(200)와, 고급산화처리수단(OM)을 포함하는 후처리부(300)와, 방류부(400)가 순차적으로 배열되어 상기한 바와 같은 각 단계를 수행함으로써 가축분뇨 및 분뇨 등을 정제하여 방류수 수질기준 이하의 정제수를 방류하게 된다. 그리고 상기 액비화수단(150)에 의하여 일부 가축분뇨 및 분뇨 등을 액비설비(180)를 통하여 액비를 생성함으로써 자원 재활용도를 높여 경제성 및 효율성을 높일 수 있게 된다.
10 : UV 램프 11 : 석영관 13 : 전원단자
20 : 제1 보호부재 21 : 내피 21a : 걸림부
21b : 수용홈 21c :안내돌기 23 : 슬라이드 볼
25 : 내피커버 25a : 대응걸림부
25b : 가압돌기 25c : 가이드돌기
26 : 소켓 27 : 전원선 28 : 기밀부재
30 : 제2 보호부재 31 : 외피 31a : 결합부
33 : 외피커버 33a : 대응결합부 33b : 환형홀
33c : 제1 접촉부 33d : 제2 접촉부 35 : 밀봉부재
100 : 전처리부
110 : 제1 저류조 120 : 제2 저류조 130 : 협잡물 종합 처리기
140 : 고액분리기 150 : 액비화수단 160 : 폭기조
170 : 자산화조 180 : 액비설비
200 : 고도처리부
210 : 생물학적 반응수단
220 : 혐기조 225 : 간헐폭기조
230 : 미생물 배양조 240 : 지상형 리액터 250 : 수중형 리액터
260 : 여과수단 270 : 막분리조
280 : 침지식분리막(분리막모듈) 290 : 막분리조용 블로워
300 : 후처리부
310 : 산화처리조 320 : 나노여과기
330 : 처리수조
400 : 방류부 410 : 연계수조
OM : 고급산화처리수단 SP : 공급관
P : 공급펌프 SM : 미끄럼수단
S100 : 전처리단계 S150 : 액비화단계
S200 : 고도처리단계 S210 : 생물학적 반응단계
S220 : 분리막을 이용한 여과단계 S300 : 후처리단계
S400 : 방류단계
20 : 제1 보호부재 21 : 내피 21a : 걸림부
21b : 수용홈 21c :안내돌기 23 : 슬라이드 볼
25 : 내피커버 25a : 대응걸림부
25b : 가압돌기 25c : 가이드돌기
26 : 소켓 27 : 전원선 28 : 기밀부재
30 : 제2 보호부재 31 : 외피 31a : 결합부
33 : 외피커버 33a : 대응결합부 33b : 환형홀
33c : 제1 접촉부 33d : 제2 접촉부 35 : 밀봉부재
100 : 전처리부
110 : 제1 저류조 120 : 제2 저류조 130 : 협잡물 종합 처리기
140 : 고액분리기 150 : 액비화수단 160 : 폭기조
170 : 자산화조 180 : 액비설비
200 : 고도처리부
210 : 생물학적 반응수단
220 : 혐기조 225 : 간헐폭기조
230 : 미생물 배양조 240 : 지상형 리액터 250 : 수중형 리액터
260 : 여과수단 270 : 막분리조
280 : 침지식분리막(분리막모듈) 290 : 막분리조용 블로워
300 : 후처리부
310 : 산화처리조 320 : 나노여과기
330 : 처리수조
400 : 방류부 410 : 연계수조
OM : 고급산화처리수단 SP : 공급관
P : 공급펌프 SM : 미끄럼수단
S100 : 전처리단계 S150 : 액비화단계
S200 : 고도처리단계 S210 : 생물학적 반응단계
S220 : 분리막을 이용한 여과단계 S300 : 후처리단계
S400 : 방류단계
Claims (2)
- 삭제
- 폐수에서 협잡물 제거 후 1차 저류시키고, 고액분리기에 의하여 고형물을 제거한 후 2차 저류시키는 전처리단계;
상기 전처리단계를 거친 처리수에 포함된 유기물, 질소 및 인을 미생물에 의해 제거하고 분리막모듈에 의하여 부유물질을 제거하는 고도처리단계; 및
상기 고도처리단계를 거친 후 처리수에 포함된 잔여 유기물을 광촉매 산화 작용에 의하여 제거하는 후처리단계를 포함하여 이루어지되,
상기 고도처리단계에서 유기물, 질소 및 인 제거를 위해 토양미생물을 이용한 조성물을 투입시키되 상기 투입되는 조성물은,
산화분말을 고형화시킨 펠렛과, 부식토와, 토양미생물이 혼합되어 혼합물을 구성하는 혼합물 제조단계와,
상기 제조된 혼합물을 지하수와 중량비로 혼합물 대 지하수를 2:8로 혼합시키는 지하수 혼합단계와,
상기 지하수와 혼합된 혼합물에 쌀겨 또는 당밀 또는 이들 모두를 상기 지하수와 혼합된 혼합물 전체 중량 대비 5 내지 10중량부로 투입하는 투입단계와,
상기 쌀겨 또는 당밀 또는 이들 모두가 혼합된 혼합물에 공기를 주입하되, 간헐폭기하여 DO 농도를 0.0mg/l초과 1.0mg/l이하로 유지하는 공기주입단계와, 그리고
상기 공기주입단계 후 상기 혼합물은 온도는 20 내지 30℃로 유지되고, 체류시간은 20 내지 30일로 설정된 배양단계를 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하고,
상기 후처리단계에서 구비되는 고급산화처리수단은,
광촉매인 이산화티타늄(TiO2)을 포함하는 산화처리조와,
상기 산화처리조 내에 배열되는 UV 램프와,
상기 UV 램프가 내장되고 양단부에 걸림부를 갖는 내피와, 상기 내피의 각 걸림부에 상응하는 대응걸림부를 갖는 내피커버를 포함하는 제1 보호부재와, 그리고
상기 제1 보호부재가 내장되고 양단부에 결합부를 갖는 외피와, 상기 외피의 각 결합부에 상응하는 대응결합부를 갖는 외피커버를 포함하는 제2 보호부재를 포함하여 이루어지며,
상기 제1 보호부재의 내피에는 미끄럼수단(SM)을 포함하고,
상기 미끄럼수단은 상기 내피에 형성된 복수의 수용홈과, 상기 각 수용홈에 내장되고 상기 외피의 내벽면과 접하는 슬라이드 볼을 포함하고,
상기 수용홈은 슬라이드 볼의 절반이 넘는 부분이 수용되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 토양미생물을 이용한 오염환경 개선용 조성물을 통한 폐수처리방법.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20090048460 | 2009-06-02 | ||
| KR1020090048460 | 2009-06-02 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR100988803B1 true KR100988803B1 (ko) | 2010-10-20 |
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ID=43135632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020100004563A KR100988803B1 (ko) | 2009-06-02 | 2010-01-19 | 토양미생물을 이용한 오염환경 개선용 조성물 및 이를 통한 폐수처리방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100988803B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101045028B1 (ko) * | 2011-03-10 | 2011-06-30 | 주식회사 한미엔텍 | 악취가 나지 않는 하폐수 슬러지 케이크의 제조장치 |
| CN102818778A (zh) * | 2012-07-25 | 2012-12-12 | 漳州师范学院 | 一种快速测定环境水样中化学需氧量的方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060084232A (ko) * | 2005-01-19 | 2006-07-24 | 주식회사 젠트로 | 축산 폐수 처리시스템 |
| KR100881896B1 (ko) * | 2008-06-03 | 2009-02-17 | 주식회사 한미엔텍 | 내구성이 향상된 토양미생물 활성용 충진제 |
-
2010
- 2010-01-19 KR KR1020100004563A patent/KR100988803B1/ko active IP Right Grant
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN102818778B (zh) * | 2012-07-25 | 2015-08-12 | 闽南师范大学 | 一种快速测定环境水样中化学需氧量的方法 |
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