KR101212334B1 - 고농도 유기성 폐수중의 유기물질, 질소 및 인 제거방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음식물 쓰레기 또는 축산 분뇨등과 같은 고농도 유기성 폐수중에 함유되어 있는 유기물질, 질소 및 인등과 같은 오염물질이 함유된 폐수를 초기단계에서 중화제 용해 탱크에서 용해된 중화제와 함께 제1 라인 믹서기로 투입되어, 중화상태를 유도하며, 상기 중화제 혼합을 거친 고농도 유기성 폐수가 제2 내지 제5 라인 믹서기를 통해 폐수 또는 액상물중의 유기물질, 질소 및 인등과 같은 오염물을 응집물과 혼합하여 손쉽고, 용이하게 응집되는 현상이 발생할 수 있도록 하며, 상기 오염물이 응집되는 상태로 이송되는 폐수 또는 액상물은, 제1 및 제2 중력식 농축기 내부에서 탈수된 슬러지를 효과적으로 제거할 수 있도록 함은 물론, 상기 제1 및 제2 수직형 공압탈수기를 거쳐 미 응집된 미세 응집물은 제1 및 제2 가압 부상조의 공기 기포를 통하여 부상시켜 용이하게 제거할 수 있도록 하며, 이에 따라 응집물인 슬러지 탈수 작업에 대한 정확성 및 효율성을 가일층 향상시킬 수 있도록한 고농도 유기성 폐수중의 유기물질, 질소 및 인 제거방법 및 장치에 관한 것이다.
그 기술적인 구성은, 고농도 유기성 폐수가 폐수 저장조로 유입 및 제1 라인 믹서기로 이송되어 중화제와 혼합작용을 수행하며, 상기 중화제가 혼합된 유기성 폐수는 제2 라인 믹서기로 이송되어 투입되는 응집제와 혼합 및 응집작용을 수행하고, 상기 응집된 폐수는 제1 중력식 농축기 내부로 이송되어 응집 슬러지를 제1 수직형 공압탈수기로 이송시켜 액상물을 탈수시킨 후, 가압 탈수기로 이송하여 가압 탈수작용을 거쳐 수분이 제거된 슬러지를 배출하는 한편, 저장조로 유입된 액상물은 제3 라인 믹서기로 이송하여 미세 부유물이 응집하고, 제1 가압 부상조를 통과시켜 응집되어 부상되는 스컴은 상기 폐수 저장조로 리턴 시키며, 응집물이 제거된 액상물은 소화조의 내부로 유입시키며, 상기 소화조의 내부로 유입되는 액상물은 1~7일간 저장되어 소화조 내부의 혐기 미생물을 통한 반응에 의해 바이오가스를 배출하며, 상기 소화가 완료된 액상물은 제4 라인 믹서기로 이송되어 교반 후 제2 중력식 농축기 내부로 이송되어 응집된 슬러지가 상부로 이송되고, 액상물은 저장조로 배출시키며, 응집슬러지는 제2 수직형 공압탈수기로 이송 및 탈수시켜 제5 라인 믹서기로 배출시키며, 탈수된 응집 슬러지는 상기 가압 탈수기로 이송되어 가압 탈수된 후, 슬러지로 재차 배출하고, 상기 액상물은 제5 라인 믹서기를 거쳐 노즐을 통해 미세공기가 공급되는 제2 가압 부상조로 유입시켜 응집물이 제거된 액상물은 저장조인 배출부를 거쳐 수처리장으로 배출되는 것을 요지로 한다.

Description

고농도 유기성 폐수중의 유기물질, 질소 및 인 제거방법 및 장치{a method and apparatus for remove organic substance, nitrogen and phosphorus in highly concentrated organic waste water}

본 발명은 음식물 쓰레기 또는 축산 분뇨등과 같은 고농도 유기성 폐수중에 함유되어 있는 유기물질, 질소 및 인등과 같은 오염물질을 신속하게 제거하여 적정농도로 제한할 수 있도록한 고농도 유기성 폐수중의 유기물질, 질소 및 인 제거방법 및 장치에 관한 것으로 이는 특히, 음식물 쓰레기 또는 축산 분뇨등과 같은 고농도 유기성 폐수중에 함유되어 있는 유기물질, 질소 및 인등과 같은 오염물질이 함유된 폐수를 초기단계에서 중화제 용해 탱크에서 용해된 중화제와 함께 제1 라인 믹서기로 투입되어, 유기물질, 질소 및 인이 함유된 오염물이 쉽게 응집될 수 있도록 중화상태를 유도하며, 상기 중화제 혼합을 거친 고농도 유기성 폐수가 제2 내지 제5 라인 믹서기를 통해 폐수 또는 액상물중의 유기물질, 질소 및 인등과 같은 오염물을 응집물과 혼합하여 손쉽고, 용이하게 응집되는 현상이 발생할 수 있도록 하며, 상기 오염물이 응집되는 상태로 이송되는 폐수 또는 액상물은, 제1 및 제2 중력식 농축기 내부로 유입되어 유기물질, 질소 및 인이 함유된 응집물 슬러지를 부상시켜 그 일측의 제1 및 제2 수직형 공압탈수기로 이송시켜 탈수한 후, 탈수된 슬러지를 효과적으로 제거할 수 있도록 함은 물론, 상기 제1 및 제2 수직형 공압탈수기를 거쳐 미 응집된 미세 응집물은 제1 및 제2 가압 부상조의 공기 기포를 통하여 부상시켜 용이하게 제거할 수 있도록 하며, 이에 따라 응집물인 슬러지 탈수 작업에 대한 정확성 및 효율성을 가일층 향상시킬 수 있도록 하며, 상기 폐수내의 유기물질, 질소 및 인을 제2 내지 제5 라인 믹서기에 의해 연속적으로 용이하게 응집될수 있도록 함으로써,폐수중의 부유물, 질소 및 인의 효과적인 제거는 물론, 제거 공정을 단순화할 수 있고, 상기 고농도 유기물질, 질소 및 인 연속 제거장치의 설치면적을 최소화 하면서도, 처리효율을 극대화시킬 수 있도록한 고농도 유기성 폐수중의 유기물질, 질소 및 인 제거방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 고농도 유기성 폐수로 널리 알려져 있는 음식물쓰레기 폐수 또는 축산 분뇨등과 같은 폐수는, 기존의 수처리 방법으로는 근본적인 처리가 매우 어려워 대부분 해양투기에 의존하여 단순하게 처분하는 경우가 대부분이나, 런던협약에 따라 우리나라에서는 2013년부터 해양투기가 전면 금지되어, 반드시 육상에서 처리를 해야 하는 실정인 것이다.

상기와같은 고농도 유기성 폐수를 처리하기 위한 다른 방법으로 음식물 쓰레기 폐수 또는 축산 분뇨등은, 대형 하수처리장과 연계되어 희석하여 처리하고 있지만, 하수처리장의 오염부하도가 증가하여 하수처리에도 큰 어려움을 겪고 있어서 이를 지속적으로 처리할 수 없는 실정이며, 많은 비용이 소요되어 처리에 경제성이 낮아 실효성이 없는 실정인 것이다.

특히, 상기 고농도 유기성 폐수 내에 함유되어 있는 유기물질, 질소 및 인등과 같은 오염물질의 함량이 높은 관계로, 이와 같은 폐수내의 유기물질, 질소 및 인을 제거하기 위하여 유기물질의 제거와. 장기간의 질산화 공정을 거쳐 처리하기 위하여, 원심 분리기 또는 벨트 프레스기 등을 이용하여 질소 및 인을 제거하는 방법이 개발되었으나, 현실적으로 질소 및 인을 효과적으로 제거하는 데에는 어려운 문제점이 있는 것이다.

한편, 최근에는 유기물 함량이 높은 폐수를 대상으로 혐기소화를 통한 바이오가스를 생산하는 혐기소화공법이 알려져 있으나, 이와같은 공법 역시 고농도 유기성 폐수의 오염 부하도가 높아 혐기소화에도 많은 장애를 초래하고 있으며, 설령 장시간의 혐기소화를 마쳤다고 할지라도 배출되는 혐기소화폐수의 폐수액내에 질소 및 인의 함량이 높아 후단 폐수처리에 많은 장애를 초래하여 경제성이 크게 악화되고 수질의 안정화가 불가능 하는등 많은 문제점이 있었던 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 개선시키기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 음식물 쓰레기 또는 축산 분뇨등과 같은 고농도 유기성 폐수중에 함유되어 있는 유기물질, 질소 및 인등과 같은 오염물질이 함유된 폐수를 초기단계에서 중화제 용해 탱크에서 용해된 중화제와 함께 제1 라인 믹서기로 투입되어, 유기물질, 질소 및 인이 함유된 오염물이 쉽게 응집될 수 있도록 중화상태를 유도하며, 상기 중화제 혼합을 거친 고농도 유기성 폐수가 제2 내지 제5 라인 믹서기를 통해 폐수 또는 액상물중의 유기물질, 질소 및 인등과 같은 오염물을 응집물과 혼합하여 손쉽고, 용이하게 응집되는 현상이 발생할 수 있도록 하며, 상기 오염물이 응집되는 상태로 이송되는 폐수 또는 액상물은, 제1 및 제2 중력식 농축기 내부로 유입되어 유기물질, 질소 및 인이 함유된 응집물 슬러지를 부상시켜 그 일측의 제1 및 제2 수직형 공압탈수기로 이송시켜 탈수한 후, 탈수된 슬러지를 효과적으로 제거할 수 있도록 함은 물론, 상기 제1 및 제2 수직형 공압탈수기를 거쳐 미 응집된 미세 응집물은 제1 및 제2 가압 부상조의 공기 기포를 통하여 부상시켜 용이하게 제거할 수 있도록 하며, 이에 따라 응집물인 슬러지 탈수 작업에 대한 정확성 및 효율성을 가일층 향상시킬 수 있도록 하며, 상기 폐수내의 유기물질, 질소 및 인을 제2 내지 제5 라인 믹서기에 의해 연속적으로 용이하게 응집될수 있도록 함으로써,폐수중의 부유물, 질소 및 인의 효과적인 제거는 물론, 제거 공정을 단순화할 수 있는 고농도 유기성 폐수중의 유기물질, 질소 및 인 제거방법을 제공 하는 데에 있다.

또한, 본 발명은 고농도 유기물질, 질소 및 인 연속 제거장치의 설치면적을 최소화 하면서도, 처리효율을 극대화시킬 수 있는 고농도 유기성 폐수중의 유기물질, 질소 및 인 제거장치를 제공 하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은, 고농도 유기성 폐수중의 유기물질, 질소 및 인 제거방법에 있어서,

고농도 유기물질, 질소 및 인이 함유된 고농도 유기성 폐수가 폐수 저장조로 유입되어 교반기로서 교반시키는 단계;

폐수 저장조의 폐수는 이송펌프를 통해 폐수 이송관을 통해 제1 라인 믹서기로 이송되며, 이때 상기 폐수 저장조의 상부 일측에는 중화제가 투입되는 중화제 용해탱크가 설치되어, 상기 중화제 용해탱크 내부에서 모터와 연설된 교반기로서 유입되는 청수와 함께 중화제를 용해시키는 단계;

상기 중화제 용해 탱크에서 용해된 중화제가 제1 라인 믹서기로 투입되어, 유기물질, 질소 및 인이 함유된 고농도 유기성 폐수와 혼합작용을 수행하는 단계;

상기 제1 라인 믹서기를 거쳐 중화제가 혼합된 유기성 폐수가 폐수 저장조로 이송되어 내부에 교반기가 설치된 중화조 내부에서 혼합 및 중화작용을 수행하는 단계;

상기 중화조에서 중화작용을 거친 유기성 폐수는 제2 라인 믹서기로 이송되며, 이때 상기 중화제 용해탱크 일측에는 응집제가 투입되는 응집제 교반조가 설치되어, 내부에 모터와 연설된 교반기로서 유입되는 정수와 함께 응집제를 다단으로 교반시키는 단계;

상기 응집제 교반조에서 다단으로 교반된 응집제는 제2 라인 믹서기로 이송되어, 중화제와 혼합된 고농도 유기성 폐수와 혼합 및 폐수중의 유기물질, 질소 및 인의 응집작용을 수행하는 단계;

상기 제2 라인 믹서기를 거친 고농도 유기성 폐수는 제1 중력식 농축기 내부로 이송되어 응집된 슬러지가 상부로 이송되고, 액상의 폐수는 0.05~1.5 mm의 간격을 갖는 필터를 통하여 이물질을 필터링 하여 액상물을 저장조 내부로 배출시키며, 상부로 이송된 응집슬러지는 상기 중력식 농축기 상부 일측에 연설된 여과스크린을 거쳐 그 일측의 제1 수직형 공압탈수기로 이송시키는 단계;

상기 제1 수직형 공압탈수기로 이송된 폐수는 수직형 공압탈수기 내부에 설치된 수직형 탈수 스크류를 통하여 액상물을 탈수시켜 상기 저장조로 배출시키며, 탈수된 슬러지는 내부에 벨트 프레스가 설치된 가압 탈수기로 이송되어 가압 탈수된 후, 수분이 제거된 슬러지로 배출되는 단계;

상기 저장조로 유입된 액상물은 정량 이송펌프를 통해 제3 라인 믹서기로 이송하여 액상물 내부의 미세 부유물이 응집될 수 있도록 하며, 상기 제3 라인 믹서기를 거쳐 응집 완료된 액상물은 노즐을 통해 미세공기가 공급되는 제1 가압 부상조를 통과시켜 응집되어 부상되는 스컴은 스컴 저장조를 거쳐 상기 폐수 저장조로 리턴 시키며, 응집물이 제거된 액상물은 저장조를 거쳐 정량 이송펌프를 통해 일정량씩 소화조의 내부로 유입하는 단계;

상기 소화조의 내부로 유입되는 액상물은 1~7일간 저장되어 소화조 내부의 혐기 미생물을 통한 반응에 의해 바이오가스를 배출하며, 상기 소화가 완료된 액상물은 정량 이송펌프를 통해 저장조로 배출하는 단계;

상기 저장조 내부의 액상물은 제4 라인 믹서기로 이송되어 상기 응집제 교반조에서 공급되는 응집제와 교반된 후 제2 중력식 농축기 내부로 이송되어 응집된 슬러지가 상부로 이송되고, 액상물은 저장조 내부로 배출시키며, 상부로 이송된 응집슬러지는 상기 제2 중력식 농축기 상부 일측에 연설된 여과스크린을 거쳐 그 일측의 제2 수직형 공압탈수기로 이송시키는 단계;

상기 제2 수직형 공압탈수기로 이송된 응집 슬러지는 제2 수직형 공압탈수기 내부에 설치된 수직형 탈수 스크류를 통하여 액상물을 탈수시켜 제5 라인 믹서기로 배출시키며, 탈수된 응집 슬러지는 내부에 벨트 프레스가 설치된 상기 가압 탈수기로 이송되어 가압 탈수된 후, 수분이 제거된 슬러지로 재차 배출되는 단계;

상기 저장조 내부의 액상물은 제5 라인 믹서기를 거쳐 노즐을 통해 미세공기가 공급되는 제2 가압 부상조로 유입시키며, 상기 가압 부상조에서 응집되어 부상되는 스컴은 스컴 저장조를 거쳐 상기 저장조의 내부로 유입되며, 상기 가압 부상조의 응집물이 제거된 액상물은 저장조인 배출부를 거쳐 수처리장으로 배출되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 유기성 폐수중의 유기물질, 질소 및 인 제거방법을 마련함에 의한다.

또한, 본 발명은 상기 중화제 용해탱크내에 투입되는 중화제는, 가성소다(NaOH) 및 수산화칼슘(소석회)이 투입되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 응집제 교반조내에 투입되어 응집되는 응집제는, 폴리아크릴아마이드인 것을 특징으로 한다.

이에 더하여, 본 발명은 고농도 유기성 폐수중의 유기물질, 질소 및 인 제거장치에 있어서, 고농도 유기물질, 질소 및 인이 함유된 고농도 유기성 폐수가 유입되어 교반기로 교반되는 폐수 저장조 하측에는 이송펌프 및 폐수 이송관을 통해 제1 라인 믹서기가 연통 연설되고, 상기 폐수 저장조의 상부 일측에는 중화제가 투입 용해되도록 내부에 교반기가 마련된 중화제 용해탱크가 설치되어 상기 제1 라인 믹서기와 연통 연설되며, 상기 제1 라인 믹서기 일측에는 이송관을 개재하여 내부에 교반기가 설치된 중화조와 연통 연설되고, 상기 중화조는 그 일측에 연설되는 제2 라인 믹서기를 개재하여 제1 중력식 농축기와 연통 연설되며, 이때 상기 중화제 용해탱크 일측에는 응집제가 투입되는 응집제 교반조가 다단으로 설치되어 상기 제2 라인 믹서기와 연통 연설되고, 상기 제1 중력식 농축기는 그 상부 일측으로 연설된 여과스크린을 개재하여 내부에 수직형 탈수 스크류가 입설되는 제1 수직형 공압탈수기와 연설되며, 상기 제1 수직형 공압탈수기 하측에는 탈수된 액상물을 저장하는 저장조와 연통 연설되는 한편, 상기 제1 수직형 공압탈수기 일측에는 내부에 벨트 프레스가 설치되어 슬러지를 가압 탈수하여 슬러지로 배출하는 가압 탈수기가 연설되고, 상기 저장조는 제3 라인 믹서기를 개재하여 미세공기가 공급되는 제1 가압 부상조와 연통 연설되며,상기 제1 가압 부상조의 하측에는 응집물이 제거된 액상물이 저장되는 저장조를 개재하여 소화조와 연통 연설되고, 상기 소화조 일측에는 일정기간 혐기성 미생물에 의해 소화된 액상물이 저장되는 저장조 및 제4 라인 믹서기를 개재하여 응집된 슬러지가 상부로 이송되고, 액상물은 저장조 내부로 배출되는 제2 중력식 농축기가 연통 연설되며, 상기 제2 중력식 농축기는 그 상부 일측으로 연설된 여과스크린을 개재하여 내부에 수직형 탈수 스크류가 입설되는 제2 수직형 공압탈수기와 연설되며, 상기 제2 수직형 공압탈수기 하측에는 탈수된 액상물을 저장하는 저장조와 연통 연설되고, 이때 상기 제2 수직형 공압탈수기 일측에는 이송관을 개재하여 상기 내부에 압착 롤러가 설치되어 슬러지를 가압 탈수하여 슬러지로 배출하는 가압 탈수기와 연설되고, 상기 저장조는 제5 라인 믹서기를 개재하여 미세공기가 공급되어 스컴을 부상시키는 제2 가압 부상조가 연통 연설되며, 상기 제2 가압 부상조 일측에는 상기 제2 가압부상조에서 응집되어 부상되는 스컴이 저장되는 스컴 저장조 및 제2 가압부상조 하측에는 액상물이 수처리장으로 배출되는 배출부와 연설되는 것을 특징으로 하는 고농도 유기성 폐수중의 유기물질, 질소 및 인 제거장치를 마련함에 의한다.

본 발명인 고농도 유기성 폐수중의 유기물질, 질소 및 인 제거방법 및 장치 에 의하면, 음식물 쓰레기 또는 축산 분뇨등과 같은 고농도 유기성 폐수중에 함유되어 있는 유기물질, 질소 및 인등과 같은 오염물질이 함유된 폐수를 초기단계에서 중화제 용해 탱크에서 용해된 중화제와 함께 제1 라인 믹서기로 투입되어, 유기물질, 질소 및 인이 함유된 오염물이 쉽게 응집될 수 있도록 중화상태를 유도하며, 상기 중화제 혼합을 거친 고농도 유기성 폐수가 제2 내지 제5 라인 믹서기를 통해 폐수 또는 액상물중의 유기물질, 질소 및 인등과 같은 오염물을 응집물과 혼합하여 손쉽고, 용이하게 응집되는 현상이 발생할 수 있도록 하며, 상기 오염물이 응집되는 상태로 이송되는 폐수 또는 액상물은, 제1 및 제2 중력식 농축기 내부로 유입되어 유기물질, 질소 및 인이 함유된 응집물 슬러지를 부상시켜 그 일측의 제1 및 제2 수직형 공압탈수기로 이송시켜 탈수한 후, 탈수된 슬러지를 효과적으로 제거할 수 있도록 함은 물론, 상기 제1 및 제2 수직형 공압탈수기를 거쳐 미 응집된 미세 응집물은 제1 및 제2 가압 부상조의 공기 기포를 통하여 부상시켜 용이하게 제거할 수 있도록 하며, 이에 따라 응집물인 슬러지 탈수 작업에 대한 정확성 및 효율성을 가일층 향상시킬 수 있도록 하며, 상기 폐수내의 유기물질, 질소 및 인을 제2 내지 제5 라인 믹서기에 의해 연속적으로 용이하게 응집될수 있도록 함으로써,폐수중의 부유물, 질소 및 인의 효과적인 제거는 물론, 제거 공정을 단순화할 수 있고, 상기 고농도 유기물질, 질소 및 인 연속 제거장치의 설치면적을 최소화 하면서도, 처리효율을 극대화시킬 수 있는 우수한 효과가 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 고농도 유기성 폐수중의 유기물질, 질소 및 인 제거장치의 개략 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 고농도 유기성 폐수중의 유기물질, 질소 및 인 제거를 위한 플로우 챠트.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 고농도 유기성 폐수중의 유기물질, 질소 및 인 제거장치의 개략 구성도이고, 도 2는 본 발명에 의한 고농도 유기성 폐수중의 유기물질, 질소 및 인 제거를 위한 플로우챠트로서, 고농도 유기물질, 질소 및 인이 함유된 고농도 유기성 폐수가 유입되어 교반기(11)로 교반되는 폐수 저장조(10) 하측에는 이송펌프(미도시) 및 폐수 이송관(20)을 통해 제1 라인 믹서기(30)가 연통 연설되고, 상기 폐수 저장조(10)의 상부 일측에는 중화제가 투입 용해되도록 내부에 교반기(41)가 마련된 중화제 용해탱크(40)가 설치되어 상기 제1 라인 믹서기(30)와 연통 연설토록 된다.

또한, 상기 제1 라인 믹서기(30) 일측에는 이송관(20)을 개재하여 내부에 교반기(51)가 설치된 중화조(50)와 연통 연설되고, 상기 중화조(50)는 그 일측에 연설되는 제2 라인 믹서기(60)를 개재하여 제1 중력식 농축기(80)와 연통 연설되며, 이때 상기 중화제 용해탱크(40) 일측에는 응집제가 투입되는 응집제 교반조(70)가 다단으로 설치되어 상기 제2 라인 믹서기(60)와 연통 연설되고, 상기 제1 중력식 농축기(80)는 그 상부 일측으로 연설된 여과스크린(81)을 개재하여 내부에 수직형 탈수 스크류(91)가 입설되는 제1 수직형 공압탈수기(90)와 연설되며, 상기 제1 수직형 공압탈수기(90) 하측에는 탈수된 액상물을 저장하는 저장조(100)와 연통 연설되는 한편, 상기 제1 수직형 공압탈수기(90) 일측에는 내부에 벨트 프레스가 설치되어 슬러지를 가압 탈수하여 슬러지로 배출하는 가압 탈수기(110)가 연설되고, 상기 저장조(100)는 제3 라인 믹서기(120)를 개재하여 미세공기가 공급되는 제1 가압 부상조(130)와 연통 연설되며, 상기 제1 가압 부상조(130)의 하측에는 응집물이 제거된 액상물이 저장되는 저장조(140)를 개재하여 소화조(150)와 연통 연설된다.

또한, 상기 소화조(150) 일측에는 일정기간 혐기성 미생물에 의해 소화된 액상물이 저장되는 저장조(160) 및 제4 라인 믹서기(170)를 개재하여 응집된 슬러지가 상부로 이송되고, 액상물은 저장조(180) 내부로 배출되는 제2 중력식 농축기(190)가 연통 연설되며, 상기 제2 중력식 농축기(190)는 그 상부 일측으로 연설된 여과스크린(191)을 개재하여 내부에 수직형 탈수 스크류(201)가 입설되는 제2 수직형 공압탈수기(200)와 연설되며, 상기 제2 수직형 공압탈수기(200) 하측에는 탈수된 액상물을 저장하는 저장조(180)와 연통 연설되고, 이때 상기 제2 수직형 공압탈수기(200) 일측에는 이송관(P)을 개재하여 상기 내부에 압착 롤러가 설치되어 슬러지를 가압 탈수하여 슬러지로 배출하는 가압 탈수기(110)와 연설되고, 상기 액상물 저장조(180)는 제5 라인 믹서기(210)를 개재하여 미세공기가 공급되어 스컴을 부상시키는 제2 가압 부상조(220)가 연통 연설토록 된다.

이때, 상기 제2 가압 부상조(220) 일측에는 상기 제2 가압부상조(220)에서 응집되어 부상되는 스컴이 저장되는 스컴 저장조(230) 및 제2 가압부상조(220) 하측에는 액상물이 수처리장으로 배출되는 배출부(240)와 연설되는 구성으로 이루어진다.

이와같은 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도1 및 도 2에 도시한 바와같이, 음식물 쓰레기 또는 축산 분뇨등과 같은 고농도 유기물질, 질소 및 인이 함유된 고농도 유기성 폐수가 폐수 저장조(10)로 유입되어 교반기(11)로서 상기 고농도 유기성 폐수를 교반 시킨 후, 상기 폐수 저장조(10)의 고농도 유기성 폐수는 폐수 이송관(20)을 통해 이송펌프(미부호)에 의해 적정량씩 제1 라인 믹서기(30)로 이송되고, 이때 상기 폐수 저장조(10)의 상부 일측에는 중화제가 투입되는 중화제 용해탱크(40)가 설치되어, 상기 중화제 용해탱크(40) 내부에서 모터와 연설된 교반기(41)로서 유입되는 청수와 함께 투입되는 중화제인 가성소다(NaOH) 및 수산화칼슘(소석회)를 교반 작용에 의해 용융시켜 상기 제1 라인 믹서기(30)로 투입하여, 이송되는 유기물질, 질소 및 인이 함유된 고농도 유기성 폐수와 중화제가 혼합작용을 수행함으로써, 상기 유기물질, 질소 및 인이 함유된 고농도 유기성 폐수가 쉽게 응집될 수 있도록 한다.

상기 제1 라인 믹서기(30)를 거쳐 중화제가 혼합된 유기성 폐수는 폐수 저장조(50)로 이송되어 상기 중화조(50) 내부에 설치된 교반기(51)를 통하여 혼합 및 중화작용을 수행하게 되며, 상기 중화조(50)에서 중화작용을 거친 유기성 폐수는 제2 라인 믹서기(60)로 이송되며, 이때 상기 중화제 용해탱크(40) 일측에는 응집제가 투입되는 응집제 교반조(70)가 설치되어, 상기 응집제 교반조(70)의 내부에 모터와 연설된 교반기(미부호)로서 유입되는 정수와 함께 응집제를 순차로 다단으로 용해시키게 되고, 이때 상기 다단의 응집제 교반조(70)를 통하여, 완벽하게 용해되어 공급되는 응집제는, 고분자 화합물인 폴리아크릴아마이드등이 선택될 수 있도록 한다.

상기와같이, 응집제 교반조(70)에서 다단으로 교반되어 완전히 용해된 응집제는 제2 라인 믹서기(60)로 이송되어, 상기 중화제와 혼합된 고농도 유기성 폐수와 혼합 및 폐수중의 유기물질, 질소 및 인의 응집작용을 수행하게 된다.

계속해서, 상기 제2 라인 믹서기(60)를 거쳐 응집제와 혼합된 고농도 유기성 폐수는 제1 중력식 농축기(80) 내부로 이송되어 응집된 슬러지가 상부로 이송되고, 액상의 폐수는 0.05~1.5 mm의 간격을 갖는 필터(미도시)를 통하여 이물질을 필터링 하여 액상물을 저장조(100)의 내부로 배출시키게 되며, 이때 상부로 이송된 응집슬러지는 상기 제1 중력식 농축기(80)의 상부 일측에 연설된 여과스크린(81)을 거쳐 수분이 제거되면서 그 일측의 제1 수직형 공압탈수기(90)로 이송되어,상기 제1 수직형 공압탈수기(90)의 내부에 설치된 수직형 탈수 스크류(91)를 통하여, 재차 액상물을 탈수시켜 상기 저장조(100)로 배출시키며, 탈수가 완료되어 건조된 슬러지는 내부에 벨트 프레스가 설치된 가압 탈수기(110)로 이송되어 또 다시 가압 탈수된 후, 수분이 거의 제거된 슬러지로 배출하게 됨으로써, 슬러지 탈수 작업에 대한 정확성 및 효율성을 가일층 향상시킬 수 있도록 한다.

한편, 상기 저장조(100)로 유입된 액상물은 정량 이송펌프(미도시)를 통하여 정량씩 제3 라인 믹서기(120)로 이송하여, 상기 응집제 교반조(70)에서 투입되는 응집제를 통하여 액상물 내부의 미세 부유물이 응집될 수 있도록 하며, 상기 제3 라인 믹서기(120)를 거쳐 혼합되면서 응집 완료된 액상물은, 노즐을 통해 미세공기가 공급되는 제1 가압 부상조(130)를 통과시켜 응집되어 부상되는 스컴은 스컴 저장조(K)를 거쳐 상기 폐수 저장조(10)로 리턴 시키게 되며, 응집물이 제거된 액상물은 저장조(140)를 거쳐 정량 이송펌프를 통해 일정량씩 소화조(150)의 내부로 유입시키게 된다.

상기 소화조(150)의 내부로 유입되는 액상물은 1~7일간 소화조(150) 내부에서 저장되며, 이때 상기 소화조(150) 내부의 혐기성 미생물을 통한 반응에 의해 바이오가스를 배출하면서 소화작용을 수행하게 되고, 상기 소화가 완료된 액상물은 정량 이송펌프(미도시)를 통하여 정량씩 저장조(160)로 배출하여 저장토록 된다.

상기 저장조(160) 내부에 저장된 액상물은 제4 라인 믹서기(170)로 이송되어, 상기 응집제 교반조(70)에서 공급되는 응집제와 교반되어 혼합된 후 제2 중력식 농축기(190) 내부로 이송되어 응집된 슬러지가 상부로 이송되고, 액상물은 저장조(180) 내부로 배출시키게 되며, 상부로 이송된 응집 슬러지는 상기 제2 중력식 농축기(190)의 상부 일측에 연설된 여과스크린(191)을 거쳐 수분이 제거되면서 그 일측의 제2 수직형 공압탈수기(200)로 이송된 후, 상기 제2 수직형 공압탈수기(200)의 내부에 설치된 수직형 탈수 스크류(201)를 통하여 액상물을 탈수시켜 제5 라인 믹서기(210)로 배출시키며, 상기 수직형 탈수 스크류(201)를 통하여 탈수된 응집 슬러지는 상기 내부에 벨트 프레스가 설치된 가압 탈수기(110)로 이송되어 재차 가압 탈수된 후, 수분이 제거된 슬러지로 재차 배출된다.

한편, 상기 저장조(180) 내부의 액상물은 제5 라인 믹서기를 거쳐 상기 응집제 교반조(70)에서 공급되는 응집제와 재차 교반되어 혼합된 후, 노즐을 통해 미세공기가 공급되는 제2 가압 부상조(220)로 유입시키며, 상기 가압 부상조(220)에서 응집되어 부상되는 스컴은 스컴 저장조(230)를 거쳐 상기 저장조(160)의 내부로 유입되며, 상기 가압 부상조(220)의 응집물이 완전히 제거된 액상물은 저장조인 배출부(240)를 거쳐 수처리장으로 배출하는 것이다.

따라서, 상기 폐수내의 유기물질, 질소 및 인등은 제2 내지 제5 라인 믹서기에(60)~(210) 의해 연속적으로 용이하게 응집될수 있도록 함으로써, 폐수중의 부유물, 질소 및 인의 효과적인 제거는 물론, 제거 공정을 단순화할 수 있고, 상기 고농도 유기물질, 질소 및 인 연속 제거장치의 설치면적을 최소화 하면서도, 처리효율을 극대화시킬 수 있는 것이다.

10...폐수 저장조 11...교반기
20...이송관 30...제1 라인 믹서기
40...용해탱크 41...교반기
50...중화조 51...교반기
60...제2 라인 믹서기 70...응집제 교반조
80...제1 중력식 농축기 81...여과스크린
90...제1 수직형 공압탈수기 91...수직형 탈수 스크류
100...저장조 110...가압 탈수기
120...제3 라인 믹서기 130...제1 가압 부상조
140...저장조 150...소화조
160...저장조 170...제4 라인 믹서기
180...저장조 190...제2 중력식 농축기
191... 여과스크린 200...제2 수직형 공압탈수기
201...수직형 탈수 스크류 210...제5 라인 믹서기
220...제2 가압 부상조 230...스컴 저장조
240...배출부 P...이송관

Claims (4)

1. 고농도 유기성 폐수중의 유기물질, 질소 및 인 제거방법에 있어서,
   고농도 유기물질, 질소 및 인이 함유된 고농도 유기성 폐수가 폐수 저장조로 유입되어 교반기로서 교반시키는 단계;
   폐수 저장조의 폐수는 이송펌프를 통해 폐수 이송관을 통해 제1 라인 믹서기로 이송되며, 이때 상기 폐수 저장조의 상부 일측에는 중화제가 투입되는 중화제 용해탱크가 설치되어, 상기 중화제 용해탱크 내부에서 모터와 연설된 교반기로서 유입되는 청수와 함께 중화제를 용해시키는 단계;
   상기 중화제 용해 탱크에서 용해된 중화제가 제1 라인 믹서기로 투입되어, 유기물질, 질소 및 인이 함유된 고농도 유기성 폐수와 혼합작용을 수행하는 단계;
   상기 제1 라인 믹서기를 거쳐 중화제가 혼합된 유기성 폐수가 폐수 저장조로 이송되어 내부에 교반기가 설치된 중화조 내부에서 혼합 및 중화작용을 수행하는 단계;
   상기 중화조에서 중화작용을 거친 유기성 폐수는 제2 라인 믹서기로 이송되며, 이때 상기 중화제 용해탱크 일측에는 응집제가 투입되는 응집제 교반조가 설치되어, 내부에 모터와 연설된 교반기로서 유입되는 정수와 함께 응집제를 다단으로 교반시키는 단계;
   상기 응집제 교반조에서 다단으로 교반된 응집제는 제2 라인 믹서기로 이송되어, 중화제와 혼합된 고농도 유기성 폐수와 혼합 및 폐수중의 유기물질, 질소 및 인의 응집작용을 수행하는 단계;
   상기 제2 라인 믹서기를 거친 고농도 유기성 폐수는 제1 중력식 농축기 내부로 이송되어 응집된 슬러지가 상부로 이송되고, 액상의 폐수는 0.05~1.5 mm의 간격을 갖는 필터를 통하여 이물질을 필터링 하여 액상물을 저장조 내부로 배출시키며, 상부로 이송된 응집슬러지는 상기 중력식 농축기 상부 일측에 연설된 여과스크린을 거쳐 그 일측의 제1 수직형 공압탈수기로 이송시키는 단계;
   상기 제1 수직형 공압탈수기로 이송된 폐수는 수직형 공압탈수기 내부에 설치된 수직형 탈수 스크류를 통하여 액상물을 탈수시켜 상기 저장조로 배출시키며, 탈수된 슬러지는 내부에 벨트 프레스가 설치된 가압 탈수기로 이송되어 가압 탈수된 후, 수분이 제거된 슬러지로 배출되는 단계;
   상기 저장조로 유입된 액상물은 정량 이송펌프를 통해 제3 라인 믹서기로 이송하여 액상물 내부의 미세 부유물이 응집될 수 있도록 하며, 상기 제3 라인 믹서기를 거쳐 응집 완료된 액상물은 노즐을 통해 미세공기가 공급되는 제1 가압 부상조를 통과시켜 응집되어 부상되는 스컴은 스컴 저장조를 거쳐 상기 폐수 저장조로 리턴 시키며, 응집물이 제거된 액상물은 저장조를 거쳐 정량 이송펌프를 통해 일정량씩 소화조의 내부로 유입하는 단계;
   상기 소화조의 내부로 유입되는 액상물은 1~7일간 저장되어 소화조 내부의 혐기 미생물을 통한 반응에 의해 바이오가스를 배출하며, 상기 소화가 완료된 액상물은 정량 이송펌프를 통해 저장조로 배출하는 단계;
   상기 저장조 내부의 액상물은 제4 라인 믹서기로 이송되어 상기 응집제 교반조에서 공급되는 응집제와 교반된 후 제2 중력식 농축기 내부로 이송되어 응집된 슬러지가 상부로 이송되고, 액상물은 저장조 내부로 배출시키며, 상부로 이송된 응집슬러지는 상기 제2 중력식 농축기 상부 일측에 연설된 여과스크린을 거쳐 그 일측의 제2 수직형 공압탈수기로 이송시키는 단계;
   상기 제2 수직형 공압탈수기로 이송된 응집 슬러지는 제2 수직형 공압탈수기 내부에 설치된 수직형 탈수 스크류를 통하여 액상물을 탈수시켜 액상물을 제5 라인 믹서기로 배출시키며, 탈수된 응집 슬러지는 내부에 벨트 프레스가 설치된 상기 가압 탈수기로 이송되어 가압 탈수된 후, 수분이 제거된 슬러지로 재차 배출되는 단계;
   상기 저장조 내부의 액상물은 제5 라인 믹서기를 거쳐 노즐을 통해 미세공기가 공급되는 제2 가압 부상조로 유입시키며, 상기 가압 부상조에서 응집되어 부상되는 스컴은 스컴 저장조를 거쳐 상기 저장조의 내부로 유입되며, 상기 가압 부상조의 응집물이 제거된 액상물은 저장조인 배출부를 거쳐 수처리장으로 배출되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 유기성 폐수중의 유기물질, 질소 및 인 제거방법.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 중화제 용해탱크내에 투입되는 중화제는, 가성소다(NaOH) 및 수산화칼슘(소석회)이 투입되는 것을 특징으로 하는 고농도 유기성 폐수중의 유기물질, 질소 및 인 제거방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 응집제 교반조내에 투입되어 응집되는 응집제는, 폴리아크릴아마이드인 것을 특징으로 하는 고농도 유기성 폐수중의 유기물질, 질소 및 인 제거방법.
   
4. 고농도 유기성 폐수중의 유기물질, 질소 및 인 제거장치에 있어서,
   고농도 유기물질, 질소 및 인이 함유된 고농도 유기성 폐수가 유입되어 교반기로 교반되는 폐수 저장조 하측에는 이송펌프 및 폐수 이송관을 통해 제1 라인 믹서기가 연통 연설되고, 상기 폐수 저장조의 상부 일측에는 중화제가 투입 용해되도록 내부에 교반기가 마련된 중화제 용해탱크가 설치되어 상기 제1 라인 믹서기와 연통 연설되며, 상기 제1 라인 믹서기 일측에는 이송관을 개재하여 내부에 교반기가 설치된 중화조와 연통 연설되고, 상기 중화조는 그 일측에 연설되는 제2 라인 믹서기를 개재하여 제1 중력식 농축기와 연통 연설되며, 이때 상기 중화제 용해탱크 일측에는 응집제가 투입되는 응집제 교반조가 다단으로 설치되어 상기 제2 라인 믹서기와 연통 연설되고, 상기 제1 중력식 농축기는 그 상부 일측으로 연설된 여과스크린을 개재하여 내부에 수직형 탈수 스크류가 입설되는 제1 수직형 공압탈수기와 연설되며, 상기 제1 수직형 공압탈수기 하측에는 탈수된 액상물을 저장하는 저장조와 연통 연설되는 한편, 상기 제1 수직형 공압탈수기 일측에는 내부에 벨트 프레스가 설치되어 슬러지를 가압 탈수하여 슬러지로 배출하는 가압 탈수기가 연설되고, 상기 저장조는 제3 라인 믹서기를 개재하여 미세공기가 공급되는 제1 가압 부상조와 연통 연설되며,상기 제1 가압 부상조의 하측에는 응집물이 제거된 액상물이 저장되는 저장조를 개재하여 소화조와 연통 연설되고, 상기 소화조 일측에는 일정기간 혐기성 미생물에 의해 소화된 액상물이 저장되는 저장조 및 제4 라인 믹서기를 개재하여 응집된 슬러지가 상부로 이송되고, 액상물은 저장조 내부로 배출되는 제2 중력식 농축기가 연통 연설되며, 상기 제2 중력식 농축기는 그 상부 일측으로 연설된 여과스크린을 개재하여 내부에 수직형 탈수 스크류가 입설되는 제2 수직형 공압탈수기와 연설되며, 상기 제2 수직형 공압탈수기 하측에는 탈수된 액상물을 저장하는 저장조와 연통 연설되고, 이때 상기 제2 수직형 공압탈수기 일측에는 이송관을 개재하여 상기 내부에 압착 롤러가 설치되어 슬러지를 가압 탈수하여 슬러지로 배출하는 가압 탈수기와 연설되고, 상기 저장조는 제5 라인 믹서기를 개재하여 미세공기가 공급되어 스컴을 부상시키는 제2 가압 부상조가 연통 연설되며, 상기 제2 가압 부상조 일측에는 상기 제2 가압부상조에서 응집되어 부상되는 스컴이 저장되는 스컴 저장조 및 제2 가압부상조 하측에는 액상물이 수처리장으로 배출되는 배출부와 연설되는 것을 특징으로 하는 고농도 유기성 폐수중의 유기물질, 질소 및 인 제거장치.
   

Images