KR101133548B1 - Apparatus and method for removing hydrogen sulfide odor using micro bubble ozone - Google Patents

Apparatus and method for removing hydrogen sulfide odor using micro bubble ozone Download PDF

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Abstract

본 발명은, 오폐수를 처리하는 과정에서 오수, 폐수, 하수 및 슬러지에 초미세기포 오존을 직접 혼입하여, 황화수소 및 메틸메르캅탄을 포함하는 황화수소계 악취가 발생하는 것을 방지하는 초미세기포 오존을 이용한 황화수소계 악취제거장치 및 방법에 관한 것이다.
폐수나 하수 처리 공정 중 슬러지를 농축하고 탈수하는 과정에서 발생하는 황화수소나 메틸메르캅탄류의 악취를 미세한 오존 기포를 이용하여 슬러지 중에서 파괴하므로 악취의 발생을 근본적으로 차단할 수 있어 악취제거효율이 높고, 적은 설치비용으로 탈취를 할 수 있는 장점이 있다.
The present invention uses ultra-micro-foam ozone to prevent the generation of hydrogen sulfide-based odors including hydrogen sulfide and methyl mercaptan by directly incorporating ultra-fine-foam ozone into sewage, wastewater, sewage and sludge during the treatment of wastewater. It relates to a hydrogen sulfide-based odor removing device and method.
The odor of hydrogen sulfide or methyl mercaptans generated in the process of concentrating and dewatering sludge in wastewater or sewage treatment process is destroyed in the sludge using fine ozone bubbles, which can fundamentally block the generation of odors. There is an advantage that can be deodorized at a low installation cost.

Description

초미세기포 오존을 이용한 황화수소계 악취제거장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REMOVING HYDROGEN SULFIDE ODOR USING MICRO BUBBLE OZONE}Hydrogen sulfide-based odor removal device and method using ultra-fine foam ozone {APPARATUS AND METHOD FOR REMOVING HYDROGEN SULFIDE ODOR USING MICRO BUBBLE OZONE}

본 발명은 초미세기포 오존을 이용한 황화수소계 악취제거장치 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 오폐수를 처리하는 과정에서 오수, 폐수, 하수 및 슬러지에 오존을 직접 혼합하여, 황화수소 및 메틸메르캅탄을 포함하는 황화수소계 악취가 발생하는 것을 방지하는 초미세기포 오존을 이용한 황화수소계 악취제거장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for removing hydrogen sulfide-based odor using ultra-fine foam ozone. Specifically, ozone is directly mixed with sewage, wastewater, sewage and sludge in the process of treating wastewater, and includes hydrogen sulfide and methyl mercaptan. The present invention relates to a hydrogen sulfide-based odor removing apparatus and method using ultra-fine foam ozone to prevent the generation of hydrogen sulfide-based odors.

도시화, 공업화에 따라 우리 주변에는 다양한 종류의 냄새가 발생하고 있다. 냄새에 대한 개인의 취향은 서로 다르며, 그 농도에 따른 감지 정도 또한 개인마다 차이가 있으나, 대개의 경우 생활하는데 불쾌감을 느낄 정도의 냄새를 일반적으로 악취라 한다.With urbanization and industrialization, various kinds of smells are generated around us. Individual tastes for odors are different, and the degree of detection according to the concentration also varies from person to person, but in most cases, an odor that is unpleasant in life is generally called a odor.

악취를 유발하는 물질들은 종류가 특정되지 않고, 각각의 물질에 대한 인간이 감지할 수 있는 농도에 차이가 있으며, 제거할 수 있는 방법도 다르므로 악취를 완벽하게 제거하는 것은 사실상 불가능에 가깝다고 할 수 있다.The types of odor-causing substances are not specific, there are differences in human perceptible concentrations for each substance, and there are different ways to remove them. Therefore, it is almost impossible to remove odor completely. have.

아래의 표 1에는 악취를 발생하는 대표적인 물질의 특성에 대해 기재하였다.Table 1 below describes the characteristics of representative substances causing odors.

물질matter 화학식Chemical formula 분자량Molecular Weight 끓는점
(℃)
Boiling point
(℃)
물에 대한 용해도Solubility in water 냄새특성Odor characteristics 감지농도
(ppmv)
Concentration
(ppmv)
암모니아ammonia NH3 NH 3 17.0317.03 -33.35-33.35 89.9g/100㎖
(0℃)
89.9g / 100ml
(0 ℃)
코자극Nasal stimulation 1.51.5
메틸메르캅탄Methyl mercaptan CH3SHCH 3 SH 48.1148.11 2.872.87 41g/100㎖
(21℃)
41g / 100ml
(21 ℃)
마늘
썩은양배추
garlic
Rotten cabbage
0.000070.00007
황화수소Hydrogen sulfide H2SH 2 S 34.0834.08 -60.33-60.33 2.9g/100㎖
(20℃)
2.9g / 100ml
(20 ℃)
썩은달걀Rotten egg 0.00040.0004
황화메틸Methyl sulfide (CH3)2S(CH 3 ) 2 S 62.1462.14 36.2036.20 미량 용해Trace melting 부패취Corruption 0.0030.003 이황화메틸Methyl disulfide (CH3)2S2 (CH 3 ) 2 S 2 94.1494.14 109109 불용Insoluble 썩는냄새Rotting odor 0.00220.0022 트리메틸아민Trimethylamine (CH3)3N(CH 3 ) 3 N 59.1159.11 2.872.87 41g/100㎖
(19℃)
41g / 100ml
(19 ℃)
생선비린내
썩는냄새
Fishy fishy
Rotting odor
0.0000320.000032
아세트알데히드Acetaldehyde CH3CHOCH 3 CHO 44.0544.05 2121 가용Available 썩는냄새Rotting odor 0.00150.0015 프로피온산Propionic acid CH3CH2CO0HCH 3 CH 2 CO0H 74.0874.08 141141 미량 용해Trace melting 자극적냄새Irritant smell 0.00570.0057

종래에는 흡수, 흡착, 산화 등의 방법을 이용하여 발생한 악취물질들을 제거하였다. 그러나 악취물질은 그 종류에 따라 악취를 유발하는 농도가 다르고, 악취가스의 물리적 특성이 달라, 흡수법이나 흡착법 등을 이용하여 완벽하게 제거하기 어려운 실정이며, 포집된 악취에 의한 2차 오염으로 폐수나 폐기물이 발생하는 문제가 있었다. 또한, 촉매나 열을 이용하여 악취물질을 산화 분해하는 것은 악취물질의 농도가 낮을 경우 필요한 열량이 많이 소모되어 경제적이지 못하고, 농도가 높을 경우 황산화물이나 질소산화물 등을 생성할 수 있는 문제가 있어 2차 오염에 대한 대책이 필요한 실정이다. 즉, 악취의 감지 농도가 너무 낮음으로 인해 악취를 쉽고 저렴한 방법으로 제거하는 것은 많은 어려움이 있었다.Conventionally, odorous substances generated by absorption, adsorption, oxidation, etc. are removed. However, odorous substances have different concentrations that cause odors according to their types, and physical characteristics of odorous gases are different. Therefore, it is difficult to completely remove them using absorption or adsorption methods, and wastewater due to secondary pollution by collected odors. I had a problem with waste generation. In addition, oxidative decomposition of malodorous substances using a catalyst or heat is not economical because a large amount of heat is required when the concentration of malodorous substances is low, and there is a problem that high concentrations of sulfur oxides or nitrogen oxides may be generated. There is a need for measures against secondary pollution. That is, there is a lot of difficulties in removing the odor in an easy and inexpensive way because the detection concentration of the odor is too low.

한편, 황화수소(H2S)는, 황산이온을 포함하는 하수나 폐수가 저산소의 혐기성 상태에 놓였을 때 물속에 존재하는 황화균이 황산을 분해하여 에너지를 얻는 과정에서 생성되거나 단백질의 분해과정에서 발생한다.On the other hand, hydrogen sulfide (H 2 S) is produced when sulfide bacteria present in water decompose sulfuric acid to obtain energy when sewage or wastewater containing sulfate ions are placed in an anaerobic state of low oxygen, or during the decomposition of protein. do.

SO4 2-+2 C+2H2O → 2HCO3 -+H2S SO 4 2- +2 C + 2H 2 O → 2HCO 3 - + H 2 S

Figure 112010002745182-pat00001
Figure 112010002745182-pat00001

또한, 메틸메르캅탄(methanethiol, CH3SH)류도 단백직의 분해과정에서 발생한다.In addition, methyl mercaptan (methanethiol, CH 3 SH) also occurs during the decomposition of protein weave.

Figure 112010002745182-pat00002
Figure 112010002745182-pat00002

황화수소는 폐수 중에서 발생하면 대부분이 대기 중으로 배출이 된다. 만일 물속에 산소가 풍부하다면 황화수소의 발생은 억제된다. 또한, 황화수소는 상온에서 수백 ppmv가 대기 및 물과 평형을 있다 하더라도, 물속에 존재하는 황화수소는 수 ㎎/ℓ에 지나지 않는다.Hydrogen sulphide is mostly emitted to the atmosphere when it is generated in waste water. If oxygen is abundant in the water, the generation of hydrogen sulfide is suppressed. In addition, even though hydrogen sulfide is in equilibrium with the atmosphere and water at room temperature, the hydrogen sulfide present in the water is only a few mg / l.

이러한 악취를 제거하는데 있어 악취물질을 산화시키면 무취한 물질로 전환할 수 있으며, 오존(O2)은 잘 알려진 악취 제거 물질 중 하나이다.In removing these odors, oxidizing odorous substances can be converted into odorless substances, and ozone (O 2 ) is one of the well-known odor removing substances.

통상적으로 오존은 산소에 전기 방전을 인가하거나 자외선 등을 조사하여 제조된다. 이때, 오존의 생성 효율을 높이기 위해 공기 중의 산소만 분리하여 오존 농도 90% 정도로 농축할 수 있는 설비 등을 보강하면 고농도의 오존을 제조할 수 있다.Typically, ozone is produced by applying an electric discharge to oxygen or by irradiating ultraviolet rays or the like. At this time, in order to increase the production efficiency of ozone, by reinforcing a facility that can separate only oxygen in the air and concentrate it at an ozone concentration of about 90%, it is possible to produce a high concentration of ozone.

오존과 악취물질의 반응은 아래의 식과 같다.The reaction between ozone and odorous substances is as shown below.

황화수소의 경우,In the case of hydrogen sulfide,

3H2S+O3 → 3H2O+3S 3H 2 S + O 3 → 3H 2 O + 3S

3S+6O3 → 3SO2+6O2 3S + 6O 3 → 3SO 2 + 6O 2

3SO2+3O3 → 3SO3+3O2 3SO 2 + 3O 3 → 3SO 3 + 3O 2

3SO3+2H2O → 3H2SO4 3SO 3 + 2H 2 O → 3H 2 SO 4

또한, 메틸메르캅탄의 경우In addition, in the case of methyl mercaptan

2CH3SH+O3 → (CH3)2S2+H2O+O2 2CH 3 SH + O 3 → (CH 3 ) 2 S 2 + H 2 O + O 2

또한, 이황화메틸의 경우In the case of methyl disulfide

2(CH3)2S2+O3+H2O → 2CH3SO3H2 (CH 3 ) 2 S 2 + O 3 + H 2 O → 2CH 3 SO 3 H

황화수소와 오존이 반응하여 황이 생성되는 반응의 경우, 황화수소 102㎎에 대해 오존 48㎎이면 이론적으로 황화수소를 제거할 수 있다. 즉, 물속에 약 5㎎/ℓ의 황화수소가 존재한다고 가정하면 오존 2.4㎎/ℓ만 투입하여 황화수소를 제거할 수 있다. 하지만 하수처리장의 슬러지 중에는 황화수소 이외의 물질도 오존과 반응할 수 있는 물질이 다양하므로 이론적 투입량이 절대량이 될 수는 없다고 할 수 있다.In the case of reaction in which hydrogen sulfide and ozone react to generate sulfur, hydrogen sulfide can theoretically be removed with 48 mg of ozone to 102 mg of hydrogen sulfide. That is, assuming that about 5 mg / L of hydrogen sulfide is present in water, only 2.4 mg / L of ozone may be added to remove hydrogen sulfide. However, in the sludge of the sewage treatment plant, there are various materials other than hydrogen sulfide that can react with ozone, so the theoretical input amount cannot be absolute.

오존을 이용하는 탈취는 오존 가스를 악취물질과 직접 기체상으로 반응시키는 방법, 오존 가스를 물에 용해시켜 습식 스크러버에서 포집된 악취물질과 액상으로 반응시키는 방법 등이 널리 이용되고 있다. 하지만 이 방법도 악취물질의 낮은 농도, 오존의 낮은 용해도 등으로 인해 완전한 탈취 효율을 얻는데 한계가 있다. 특히, 오존을 물에 용해시켜 악취물질을 제거하는데 있어서 오존의 낮은 용해도가 걸림돌이 되는 실정이었다. 또한 대기 중으로 배출되는 오존은 오존 가스 반응기 근처의 오존 농도를 국부적으로 오존 주의보(0.1ppm) 수준 이상으로 높여 작업자의 건강을 해칠 가능성도 있어 제한적으로 사용이 되고 있었다.In the deodorization using ozone, a method of directly reacting ozone gas with a malodorous substance in a gaseous phase, a method of dissolving ozone gas in water to react with malodorous substances collected in a wet scrubber, and the like are widely used. However, this method also has a limitation in obtaining a complete deodorization efficiency due to low concentration of odorous substances and low solubility of ozone. In particular, the low solubility of ozone is an obstacle in removing ozone by dissolving ozone in water. In addition, ozone released into the atmosphere has been used in a limited way as it may increase the ozone concentration near the ozone gas reactor to the ozone warning level (0.1 ppm) or higher, which may harm worker health.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 오폐수를 처리하는 과정에서 오수, 폐수, 하수 및 슬러지에 초미세기포 오존을 직접 혼입하여, 황화수소 및 메틸메르캅탄을 포함하는 황화수소계 악취가 발생하는 것을 방지하는 초미세기포 오존을 이용한 황화수소계 악취제거장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art by directly incorporating ultra-fine foam ozone into the sewage, wastewater, sewage and sludge during the treatment of wastewater, hydrogen sulfide-based odor including hydrogen sulfide and methyl mercaptan is generated It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for removing hydrogen sulfide-based odor using ultra-fine foam ozone.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 초미세기포 오존을 이용한 황화수소계 악취제거장치는, 오존을 활성오니 혐기성조에서 공급된 슬러지와 혼합하는 마이크로버블 반응기를 포함한다. 이때, 오존은 마이크로버블 반응기를 통해 슬러지에 혼합된 상태에서 마이크로버블 반응기의 펌프 임펠러를 통해 초미세기포화된다.Hydrogen sulfide-based odor removing apparatus using ultra-fine foam ozone of the present invention for achieving the above object includes a microbubble reactor for mixing ozone with sludge supplied from an anaerobic tank. At this time, the ozone is ultra-saturated through the pump impeller of the microbubble reactor in a state mixed in the sludge through the microbubble reactor.

이러한 본 발명은 마이크로버블 반응기를 이용하여 오존을 슬러지에 혼합하고, 혼합과정에서 오존이 펌프 임펠러에 의해 초미세기포 상태로 슬러지에 혼입됨으로써 슬러지에서 황화수소계 악취의 발생을 차단한다.In the present invention, the ozone is mixed into the sludge using a microbubble reactor, and in the mixing process, ozone is mixed into the sludge in an ultra-fine foam state by a pump impeller to prevent the occurrence of hydrogen sulfide-based odor in the sludge.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 오폐수를 처리하는 과정에서 오수, 폐수, 하수 및 슬러지에 오존을 직접 혼합함으로써 황화수소 및 메틸메르캅탄을 포함하는 황화수소계 악취의 발생을 사전에 방지할 수 있다. 특히, 고농도 악취물질(오수, 폐수, 하수 및 슬러지)에 오존을 직접 혼입함으로써 오존의 반응이 빠르고 반응효과가 우수하며, 배오존이 발생할 우려가 없다. 또한, 별도의 탈취탑 등을 설치하지 않아도 되므로 설치 및 운전비용을 대폭 절감할 수 있어 매우 효과적이다.The present invention configured as described above can prevent the generation of hydrogen sulfide-based odors including hydrogen sulfide and methyl mercaptan by directly mixing ozone with sewage, waste water, sewage and sludge in the process of treating waste water. In particular, by directly incorporating ozone into a high concentration of odorous substances (sewage, wastewater, sewage and sludge), the reaction of ozone is fast and the reaction effect is excellent, and there is no fear of generation of ozone. In addition, since it is not necessary to install a separate deodorizing tower, it is very effective because it can significantly reduce the installation and operating costs.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초미세기포 오존을 이용한 황화수소계 악취제거장치의 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초미세기포 오존을 이용한 황화수소계 악취제거방법의 순서도.
1 is a schematic diagram of a hydrogen sulfide-based odor removal device using ultra-fine foam ozone according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flow chart of the hydrogen sulfide-based odor removal method using ultra-fine foam ozone according to an embodiment of the present invention.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초미세기포 오존을 이용한 황화수소계 악취제거장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a hydrogen sulfide-based odor removing apparatus using ultra-fine foam ozone according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 초미세기포 오존을 이용한 황화수소계 악취제거장치는, 오존과 활성오니 혐기성조(120)에서 공급된 슬러지를 혼합하는 마이크로버블 반응기(110)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the hydrogen sulfide-based odor removing apparatus using ultra-fine foam ozone includes a microbubble reactor 110 for mixing the sludge supplied from the ozone and activated sludge anaerobic tank 120.

마이크로버블 반응기(110)는 오존을 활성오니 혐기성조(120)에서 공급된 슬러지와 혼합하는 수단이다. 즉, 활성오니 혐기성조(120)에서 공급된 슬러지에 오존을 혼합하여 황화수소계 악취의 발생을 차단한다.The microbubble reactor 110 is a means for mixing ozone with the sludge supplied from the anaerobic tank 120. That is, ozone is mixed with the sludge supplied from the activated sludge anaerobic tank 120 to block the occurrence of hydrogen sulfide-based odor.

이를 좀 더 상세히 설명하면, 마이크로버블 반응기(110)는 오존과 슬러지를 혼합하는 과정에서 펌프 임펠러(미도시)를 이용하여 오존을 초미세기포화한다. 펌프 임펠러를 통해 초미세기포화된 오존은 슬러지와의 반응효율을 높아, 슬러지 중의 황화수소나 메틸메르캅탄과 반응하여 무취한 물질로 변화시킴으로 악취 발생을 효과적으로 차단할 수 있다.In more detail, the microbubble reactor 110 supersaturates ozone using a pump impeller (not shown) in the process of mixing ozone and sludge. Ultrasaturated saturated ozone through the pump impeller increases the reaction efficiency with the sludge, and reacts with hydrogen sulfide or methyl mercaptan in the sludge to turn into an odorless substance, thereby effectively preventing the occurrence of odor.

이때, 마이크로버블 반응기(110), 좀 더 상세하게는 펌프 임펠러에 의해 초미세기포화된 오존의 크기는 5~20㎛인 것이 바람직하다.At this time, the microbubble reactor 110, more specifically, the size of the ultra-saturated ozone by the pump impeller is preferably 5 ~ 20㎛.

한편, 슬러지가 저장되는 활성오니 혐기성조(120)는, 도면에 도시되진 않았지만 슬러지를 농축하는 농축조, 슬러지의 수분을 제거하는 탈수조 및 슬러지를 마이크로버블 반응기(110)로 공급하는 반송조를 포함하여 구성된다.On the other hand, the activated sludge anaerobic tank 120 in which the sludge is stored includes a thickening tank for concentrating the sludge, a dehydration tank for removing water from the sludge, and a return tank for supplying the sludge to the microbubble reactor 110, although not shown in the drawing. It is configured by.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초미세기포 오존을 이용한 황화수소계 악취제거방법의 순서도이다.Figure 2 is a flow chart of the hydrogen sulfide-based odor removing method using ultra-fine foam ozone according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 초미세기포 오존을 이용한 황화수소계 악취제거방법은, 오존을 슬러지에 혼입하는 단계(S10)과, 슬러지에 혼합된 오존을 초미세기포화하는 단계(S20)를 포함한다.1 and 2, in the hydrogen sulfide-based odor removing method using ultra-fine foam ozone according to an embodiment of the present invention, the step of mixing ozone into the sludge (S10) and ultra-saturated saturation of ozone mixed in the sludge It includes a step (S20).

이와 같은 본 실시예에 따른 초미세기포 오존을 이용한 황화수소계 악취제거방법은, 슬러지에 오존을 직접 혼합하고, 오존을 초미세기포화함으로써 슬러지와의 반응효율을 향상시켜 악취 발생을 효과적으로 차단할 수 있다. 특히, 황화수소 및 메틸메르캅탄을 포함하는 황화수소계 악취가 발생하는 것을 사전에 방지할 수 있다. 따라서 오존의 반응이 빠르고 반응효과가 우수하며, 배오존이 발생할 우려가 없다.
The hydrogen sulfide-based odor removing method using the ultra-fine foam ozone according to the present embodiment, by directly mixing the ozone in the sludge, and by saturating the ozone ultra-saturation to improve the reaction efficiency with the sludge can effectively block odor generation. In particular, generation of hydrogen sulfide-based odors including hydrogen sulfide and methyl mercaptan can be prevented in advance. Therefore, the reaction of ozone is fast and the reaction effect is excellent, and there is no fear of ozone generation.

이하, 상술한 본 발명의 악취제거장치 및 방법을 이용한 실시예 1, 2와 비교예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하도록 한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail through Examples 1 and 2 and Comparative Examples using the above-described odor removing apparatus and method of the present invention.

[비교예] 약품을 이용한 하수 슬러지의 황화수소 악취 제거[Comparative Example] Removal of hydrogen sulfide odor from sewage sludge using chemicals

악취의 측정 조건이 동일하도록 악취 포집용 통은 하부지름 26㎝ 상부지름 30㎝, 높이 29㎝ 부피 18ℓ인 통을 준비했다. 이 통의 상부 뚜껑에 지름 5㎜의 구멍을 뚫고, 그 구멍을 통해 악취 포집용 관을 10㎝가량 삽입하여 악취를 포집하고 분석할 수 있도록 준비하였다.The odor collecting cylinder was prepared with the lower diameter 26cm upper diameter 30cm and the height 29cm volume 18 L so that the measurement conditions of odor were the same. A hole having a diameter of 5 mm was drilled into the upper lid of the barrel, and a odor collecting tube was inserted about 10 cm through the hole to prepare for collecting and analyzing the odor.

하수 처리장의 농축조에서 슬러지를 1ℓ 채취한 후, 상기의 악취 채취용 통에 넣은 다음 뚜껑을 덮고, 약 1분간 흔들어 준 다음 2분 정도 방치하여 통 안에 악취물질이 잘 분포되게 하였다. 그리고 악취 포집장비를 이용하여 5ℓ의 공기를 취해 성분을 분석하였다. 황화수소나 메틸메르캅탄의 농도는 가스크로마토그래피를 이용하여 분석하였다. 이것을 원슬러지 악취라 하고, 실온에 보관하며 악취물질의 변화를 관찰하였다.Sludge was collected from the concentration tank of the sewage treatment plant, and then put into the odor collecting container, and then covered with a lid, shaken for about 1 minute, and left for about 2 minutes to distribute odorous substances well in the container. And 5 liters of air was taken using the odor collecting equipment and the components were analyzed. The concentration of hydrogen sulfide or methyl mercaptan was analyzed using gas chromatography. This is called one-sludge odor, stored at room temperature and observed the change of odorous substance.

한편, 별도로 채취한 1ℓ의 슬러지에 중량을 측정한 차아염소산소다(NaClO)를 투입하고, 잘 혼합되도록 저어 앞서와 동일한 방법으로 악취물질의 농도를 측정한 후 실온에 보관하였다.Meanwhile, separately weighed sodium hypochlorite (NaClO) was added to 1 l of sludge collected separately, stirred to be mixed well, and the concentration of the malodorous substance was measured in the same manner as before, and then stored at room temperature.

8시간 경과 후, 20시간 경과 후, 각 세트에서 악취물질의 변화를 관찰하였더니 다음과 같았다.After 8 hours and after 20 hours, the change of the malodorous substance was observed in each set as follows.

경과시간
(hr)
Elapsed time
(hr)
원슬러지One Sludge NaClO
(200ppm)
NaClO
(200ppm)
NaClO
(126ppm)
NaClO
(126ppm)
00 600600 00 600600 88 820820 520520 측정안함Do not measure 2020 1,0601,060 750750 측정안함Do not measure

표 2는 황화수소 농도 변화를 나타낸 것이다. 표 2를 참조하면, 치아염소산소다의 경우 다량의 산화제를 투입할 경우 황화수소 악취 제거가 가능하지만 황화수소의 재발현이 빨리 일어남을 알 수 있다.
Table 2 shows the hydrogen sulfide concentration change. Referring to Table 2, in the case of sodium chlorine chlorine can be removed hydrogen sulfide odor if a large amount of oxidizing agent is added, it can be seen that the re-expression of hydrogen sulfide occurs quickly.

[실시예 1] 오존을 이용한 악취물질 제거 실험[Example 1] Odor removal experiment using ozone

본 실시예에 따른 활성오니 혐기성조(도 1의 120)에 400ℓ의 슬러지를 채운다. 이 슬러지를 본 실시예에 따른 마이크로버블 반응기(110)로 공급하여 60ℓ/min의 속도로 순환시켰다. 이때, 마이크로버블 반응기(110)의 오존 주입구를 통해 농도 48g/Nm3의 오존을 2ℓ/min로 주입하여 슬러지에 혼합시켰다.The activated sludge anaerobic tank (120 of FIG. 1) according to this embodiment is filled with 400 l of sludge. The sludge was fed to the microbubble reactor 110 according to the present embodiment and circulated at a rate of 60 l / min. At this time, ozone at a concentration of 48 g / Nm 3 was injected at 2 L / min through the ozone inlet of the microbubble reactor 110 and mixed in the sludge.

이때, 오존 농도는 InUSA사의 H1-LR 모델로 측정하였다. 주입된 오존은 슬러지와 혼합되며, 그 과정에서 펌프 임펠러(미도시)를 통해 초미세기포화되고, 이 초미세기포 오존에 의해 악취물질인 황화수소가 산화되어 무취한 물질로 변환되었다. At this time, the ozone concentration was measured by the H1-LR model of InUSA. The injected ozone is mixed with the sludge, and in the process, it is supersaturated through a pump impeller (not shown), and the hydrogen sulfide, which is an odorous substance, is oxidized and converted into an odorless substance by the ultra-microporous ozone.

이렇게 처리된 슬러지는 10분, 30분 반응 후 각각 시료를 채취하여 비교예 1과 같은 방법으로 악취를 측정하였다.The treated sludge was sampled after the reaction for 10 minutes and 30 minutes, respectively, and the malodor was measured in the same manner as in Comparative Example 1.

원슬러지One Sludge O3
(2.4㎎/ℓ)
O 3
(2.4mg / l)
O3
(7.1㎎/ℓ)
O 3
(7.1 mg / l)
반응 후After the reaction 600600 00 00 88 820820 300300 280280 2020 1,0601,060 410410 370370

표 3은 황화수소 농도 변화를 나타낸 것이다. 표 3을 참조하면, 낮은 농도의 오존을 사용하더라도 황화수소 악취를 제거할 수 있으며, 악취의 재발현도 치아염소산소다를 사용할 때보다 낮은 것을 알 수 있다.Table 3 shows the hydrogen sulfide concentration change. Referring to Table 3, even when using a low concentration of ozone can remove the hydrogen sulfide odor, it can be seen that the re-expression of the odor is lower than when using sodium chlorine chlorine.

또한, 오존을 7.1㎎/ℓ 투입한 슬러지를 취해 SOMETECH사의 영상현미경 SV 35를 이용하여 미생물 상태를 관찰한 결과, 미생물의 활동이 원슬러지 상태와 유사한 것을 확인할 수 있었다.
In addition, as a result of observing the state of microorganisms using SOMETECH's image microscope SV 35 in which sludge was added with 7.1 mg / L of ozone, the activity of the microorganisms was similar to that of the original sludge.

[실험예 2] 오존을 이용한 악취물질 제거 확인 실험Experimental Example 2 Experiment of Confirming Odor Removal Using Ozone

본 실시예에 따른 활성오니 혐기성조(도 1의 120)에 190ℓ의 슬러지를 채운다. 이 슬러지를 본 실시예에 따른 마이크로버블 반응기(110)로 공급하여 60ℓ/min의 속도로 순환시켰다. 이때, 마이크로버블 반응기(110)의 오존 주입구를 통해 농도 50g/Nm3의 오존을 1.5ℓ/min로 주입하여 슬러지에 혼합시켰다. 주입된 오존은 슬러지와 혼합되며, 그 과정에서 펌프 임펠러(미도시)를 통해 초미세기포화되고, 이 초미세기포 오존에 의해 악취물질인 황화수소가 산화되어 무취한 물질로 변환되었다.An activated sludge anaerobic tank (120 in FIG. 1) according to this embodiment is charged with 190 l of sludge. The sludge was fed to the microbubble reactor 110 according to the present embodiment and circulated at a rate of 60 l / min. At this time, ozone at a concentration of 50 g / Nm 3 was injected at 1.5 L / min through the ozone inlet of the microbubble reactor 110 and mixed in the sludge. The injected ozone is mixed with the sludge, and in the process, it is supersaturated through a pump impeller (not shown), and the hydrogen sulfide, which is a odorous substance, is oxidized and converted into an odorless substance by the ultra-microscopic ozone.

이렇게 처리된 슬러지는 4분, 8분, 12분 반응 후 각각 시료를 채취하여 비교예 1과 같은 방법으로 악취를 측정하였다.The treated sludge was sampled after 4 minutes, 8 minutes, and 12 minutes, respectively, and the odor was measured in the same manner as in Comparative Example 1.

원슬러지One Sludge O3
(1.6㎎/ℓ)
O 3
(1.6 mg / l)
O3
(3.2㎎/ℓ)
O 3
(3.2mg / l)
O3
(4.8㎎/ℓ)
O 3
(4.8 mg / l)
H2S(ppmv)H2S (ppmv) 240240 2020 NDND NDND RSH(ppmv)RSH (ppmv) 4.54.5 2.52.5 0.70.7 NDND

농축조의 원슬러지 중 용존 산소 농도는 0ppm이었다. 용존 산소는 일본 DKK-TOA사의 DO 24 용존 산소 농도 측정기로 측정하였다. 오존 3.2㎎/ℓ가 투입되었을 때, 물속에 용존된 산소는 15㎎/ℓ이였으며, 물속 미생물에 의해 산소가 소모되어 30분 후에는 용존 산소 농도가 0이 되었다, 반면, 치아염소산소다를 사용한 경우 용존 산소에는 변화가 없었다. 이는 오존 반응에 사용되고 남은 산소가 미세 기포로 물속에 용해되어 슬러지 중의 용존 산소 농도를 높임으로 인해 악취의 발현을 지연시키는 효과가 있는 것으로 유추할 수 있다.
The dissolved oxygen concentration in the raw sludge of the thickener was 0 ppm. Dissolved oxygen was measured by DO 24 dissolved oxygen concentration meter of DKK-TOA of Japan. When 3.2 mg / l of ozone was added, the dissolved oxygen in the water was 15 mg / l, and oxygen was consumed by the microorganisms in the water, and the dissolved oxygen concentration became zero after 30 minutes. There was no change in dissolved oxygen. This can be inferred that the oxygen remaining in the ozone reaction is dissolved in the water as fine bubbles and thus has an effect of delaying the appearance of odor due to increasing the dissolved oxygen concentration in the sludge.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been described through the preferred embodiments, the above-described embodiments are merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes may be made without departing from the technical idea of the present invention. Those of ordinary skill will understand. Therefore, the protection scope of the present invention should be interpreted not by the specific embodiments, but by the matters described in the claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

110: 마이크로버블 발생기 120: 활성오니 혐기성조110: microbubble generator 120: activated sludge anaerobic tank

Claims (8)

오존을 활성오니 혐기성조에서 공급된 슬러지에 혼합하는 마이크로버블 반응기를 포함하고, 상기 마이크로버블 반응기는 오존과 슬러지를 혼합하는 과정에서 펌프 임펠러를 이용하여 오존을 초미세기포화함으로써 황화수소계 악취의 발생을 차단하되,
상기 마이크로버블 반응기에서 생성된 초미세기포 오존의 크기가 5~20㎛이고, 혼합되는 초미세기포 오존이 슬러지 1ℓ 당 1~10㎎인 것을 특징으로 하는 초미세기포 오존을 이용한 황화수소계 악취제거장치.
It includes a microbubble reactor for mixing ozone into the sludge supplied from the anaerobic tank, the microbubble reactor to generate the hydrogen sulfide-based odor by ultra-saturating the ozone using a pump impeller in the process of mixing ozone and sludge Block it,
Ultrasonic foam ozone generated in the microbubble reactor has a size of 5 ~ 20㎛, the ultra-fine foam ozone mixed is 1 ~ 10mg per 1L of sludge hydrogen sulfide-based odor removing device using ultra-fine foam ozone .
삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 활성오니 혐기성조가, 슬러지를 농축하는 농축조, 슬러지의 수분을 제거하는 탈수조 및 슬러지를 상기 마이크로버블 반응기로 공급하는 반송조로 이루어진 것을 특징으로 하는 초미세기포 오존을 이용한 황화수소계 악취제거장치.
The method according to claim 1,
The activated sludge anaerobic tank is a hydrogen sulfide-based odor removing apparatus using ultra-fine foam ozone, characterized in that the concentration tank to concentrate the sludge, a dehydration tank for removing the water of the sludge, and a return tank for supplying the sludge to the microbubble reactor.
오존을 슬러지에 혼입하는 단계; 및
슬러지에 혼합된 오존을 초미세기포화하는 단계를 포함하고, 오존과 슬러지를 혼합하는 과정에서 오존을 초미세기포화함으로써 황화수소계 악취의 발생을 차단하되,
상기 초미세기포 오존의 크기가 5~20㎛이고, 상기 초미세기포 오존이 슬러지 1ℓ 당 1~10㎎으로 혼합되는 것을 특징으로 하는 초미세기포 오존을 이용한 황화수소계 악취제거방법.
Incorporating ozone into the sludge; And
Including the ultra-saturation saturation of ozone mixed in the sludge, by blocking the generation of hydrogen sulfide-based odor by saturating ozone in the process of mixing ozone and sludge,
The ultra-fine foam ozone has a size of 5 ~ 20㎛, the ultra-fine foam ozone is a hydrogen sulfide-based odor removing method characterized in that the mixture of 1 ~ 10mg per 1 liter of sludge.
삭제delete 삭제delete 청구항 5에 있어서,
상기 황화수소계 악취가 황화수소 또는 메틸메르캅탄인 것을 특징으로 하는 초미세기포 오존을 이용한 황화수소계 악취제거방법.
The method according to claim 5,
Hydrogen sulfide-based odor removal method using ultra-fine foam ozone, characterized in that the hydrogen sulfide-based odor is hydrogen sulfide or methyl mercaptan.
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