KR101256821B1 - Apparatus and Method for Recovery Phosphorus of Waste Water or Sewage - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐수의 인 농축 회수 장치 및 방법에 관한 것이다. 이는 폐수 내의 인 성분을 제거하고 회수하기 위한 인 농축 회수 방법으로서, 음이온 상태의 인 성분이 부착되는 양이온 상태의 흡착제를 구비하는 제1 및 제2 흡착탱크의 일단에서 인 성분을 함유하는 폐수를 공급하고, 타단에서 인 성분이 제거된 폐수가 배출되도록 하는 흡착 단계와; 인 흡착 단계 이후 제1 및 제2 흡착탱크의 각각에 알칼리 용액을 공급하여 흡착제에 부착된 인 성분을 용해시켜 배출시킨 후, 상기 제1 및 제2 흡착탱크에서 배출되는 인 성분이 용해된 알칼리 용액에 소석회를 공급하여 혼합되도록 하고, 인 성분이 용해된 알칼리 용액과 소석회가 혼합된 용액을 일시 저장하여 응집되도록 하고 응집된 인산칼슘과 알칼리 용액을 각각 배출시키는 회수단계와; 알칼리 용액이 인 성분을 용해시킨 후 다시 폐수를 통과시키기 전에 상기 제1 및 제2 흡착탱크의 각각에 산 용액을 공급하여 중화시키기 위한 중화단계를 포함하고, 이에 따라 예컨대 인(P)의 농도가 20 ppm 정도의 저농도 폐수로부터 예컨대 0.2 ppm 이하의 낮은 수치를 가지도록 탈인하여 배출시키고, 처리과정 탈인된 인을 예컨대 비료생산 공정에서 사용하기 위해 회수할 수 있는 효과를 제공한다.The present invention relates to an apparatus and method for concentrating and recovering phosphorus in wastewater. This is a phosphorus concentration recovery method for removing and recovering the phosphorus component in the wastewater, and supplying wastewater containing the phosphorus component from one end of the first and second adsorption tanks having a cation adsorbent to which the phosphorus component in the anion state is attached. And an adsorption step for discharging the wastewater from which the phosphorus component is removed at the other end; After the phosphorus adsorption step, an alkaline solution is supplied to each of the first and second adsorption tanks to dissolve and discharge the phosphorus component attached to the adsorbent, and then the alkaline solution in which the phosphorus components discharged from the first and second adsorption tanks are dissolved. A recovery step of supplying slaked lime to the mixed solution, temporarily storing the alkaline solution in which the phosphorus component is dissolved and the mixed solution of the slaked lime to aggregate and discharge the aggregated calcium phosphate and alkaline solution, respectively; A neutralization step for supplying and neutralizing the acid solution to each of the first and second adsorption tanks after the alkaline solution dissolves the phosphorus component and again passes the wastewater, so that the concentration of phosphorus (P) It is dephosphorized and discharged from a low concentration wastewater of about 20 ppm, for example, to a low value of 0.2 ppm or less, and provides a recoverable phosphorus process for recovering it for use in, for example, a fertilizer production process.

Description

폐수의 인 농축 회수 장치 및 방법{Apparatus and Method for Recovery Phosphorus of Waste Water or Sewage}Apparatus and Method for Recovery Phosphorus of Waste Water or Sewage

본 발명은 폐수 또는 하수(이하 모두 "폐수"라고 칭한다)의 탈인(奪燐)기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 인을 함유한 폐수로부터 인을 제거하되 예컨대 비료 제조 공정에 그대로 사용될 수 있도록 슬러지가 발생 되지않는 형태로 인(燐)을 회수할 수 있도록 한 폐수의 인 농축 회수 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to the dephosphorization technology of wastewater or sewage (hereinafter referred to as "wastewater"), and more particularly, to remove phosphorus from wastewater containing phosphorus so as to be used as it is in a fertilizer manufacturing process. The present invention relates to an apparatus and a method for concentrating and recovering phosphorus in wastewater to recover phosphorus in a form that does not occur.

일반적으로 용해성 인산(PO4 3-)의 형태로 존재하는 인을 제거하는 공지 기술로는 염화제2철(FeCl3), 황산알루미늄{Al2(SO4)3} 또는 소석회{Ca(OH)2} 등을 응집제로써 사용하는 응집침전법이 잘 알려져 있다. 그런데 이 방법은 부수적으로 발생되는 난탈수성 응집슬러지를 처리하기가 어렵다는 문제점이 있었다. 즉 응집슬러지를 처리하기 위해서는 매립이나 소각을 하여야 하는데, 이로 인하여 2차적인 환경오염이 야기되고 있는 실정이다.Commonly known techniques for removing phosphorus present in the form of soluble phosphoric acid (PO 4 3- ) include ferric chloride (FeCl 3 ), aluminum sulfate {Al 2 (SO 4 ) 3 } or slaked lime {Ca (OH) Agglomeration sedimentation method using 2 } as a flocculant is well known. However, this method has a problem in that it is difficult to treat incidental dehydration flocculating sludge. In other words, in order to treat the coagulated sludge, landfilling or incineration is required, which causes secondary environmental pollution.

따라서 응집침전법을 대신할 수 있으면서 효과적인 탈인 기술이 요구되고 있으며, 이러한 요구에 부응하기 위하여 종래 제안되어 있는 방법으로는 특수한 미생물을 이용하는 생물학적 방법과, 인을 흡착 처리하는 흡착탈인법이 있다. 근래 하수,폐수 처리법상 인 처리기준이 20 ppm 내지 0.2 ppm 이하로 강화되고 있는데, 생물학적 방법으로는 강화된 처리기준을 만족시키기 어렵다. 또한 인을 흡착처리하는 방법도 저농도 하수의 처리에 그대로 적용하기는 적합하지 않으며 또한 흡착 처리된 인을 그대로 폐기하기 때문에 2차적 오염 발생이라는 문제를 가지고 있었다.Therefore, there is a need for an effective dephosphorization technique that can replace the flocculation sedimentation method. In order to meet such demands, conventionally proposed methods include a biological method using a special microorganism and an adsorption dephosphorization method for adsorbing phosphorus. Recently, phosphorus treatment standards for sewage and wastewater treatment have been strengthened to 20 ppm to 0.2 ppm or less, and biological methods are difficult to satisfy the enhanced treatment standards. In addition, the method of adsorption of phosphorus is not suitable to be applied to the treatment of low concentration sewage, and also has a problem of secondary pollution because it is discarded as it is.

그러므로 도시하수 또는 폐수 처리 시설이나 혹은 처리 시설에서 처리된 이후의 처리 수에서 인 성분을 함유하는 폐수의 탈인 처리에 있어서, 효율적이며 경제적으로 탈인되도록 하고 또는 처리 과정에서 생성되는 물질들이 2차 오염을 발생시키지 않도록 하는 방법이 절실히 요구되고 있다.Therefore, in the dephosphorization treatment of wastewater containing phosphorus in the municipal sewage or wastewater treatment plant or after treatment in the treatment plant, the dephosphorization treatment can be carried out efficiently and economically, or the substances produced in the treatment process are subject to secondary pollution. There is an urgent need for a method of preventing this from happening.

본 발명은 상술한 종래의 폐수의 탈인 기술을 개선 및 보완하고 다양한 추가 장점을 제공하기 위하여 발명된 것이다. 본 발명은 예컨대 인(P)의 농도가 20 ppm 정도의 저농도 폐수로부터 예컨대 0.2 ppm 이하의 낮은 수치를 가지도록 탈인하여 배출시키고, 슬러지가 발생되지 않으면서 동시에 제거된 인이 예를 들어 비료 제조 공정에 사용될 수 있는 형태로 회수될 수 있도록 하는 새로운 폐수의 인 농축 회수 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been invented to improve and supplement the dephosphorization techniques of the conventional wastewater described above and to provide various additional advantages. In the present invention, phosphorus (P) is dephosphorized and discharged from a low concentration wastewater of about 20 ppm, for example, to have a low value of 0.2 ppm or less, and phosphorus removed simultaneously without sludge is generated, for example, in a fertilizer manufacturing process. It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for concentrating and recovering phosphorus in a new wastewater which can be recovered in a form that can be used in the process.

상기 목적은 본 발명에 따라 제공되는 폐수의 인 농축 회수 장치 및 방법에 의하여 달성된다.This object is achieved by an apparatus and method for concentrating phosphorus in wastewater provided according to the present invention.

본 발명의 일 양상에 따라 제공되는 폐수의 인 농축 회수 장치는 폐수 내의 인 성분을 제거하고 회수하기 위한 인 농축 회수 장치로서, 음이온 상태의 인 성분이 부착되는 양이온 상태의 흡착제를 구비하고, 일단은 인 성분을 함유하는 폐수가 입수되는 입수부에 연결되고, 타단은 인 성분이 제거된 폐수가 배출되는 출수부에 연결되게 한 제1 및 제 2 흡착탱크와; 인이 흡착된 상태에서 상기 제 1 및 제 2 흡착탱크에 각각 알칼리 용액을 공급하여 그 흡착제에 부착된 인 성분을 용해시켜 배출되도록 하는 알칼리 공급부와; 상기 제 1 및 제 2 흡착탱크에서 배출되는 인 성분이 용해된 알칼리 용액에 소석회를 공급하여 혼합되도록 하는 소석회 공급부와; 상기 인 성분이 용해된 알칼리 용액과 소석회가 혼합된 용액을 일시 저장하여 응집되도록 하고 응집된 인산칼슘과 알칼리 용액을 배출시키는 응집조와; 알칼리 용액이 인 성분을 용해시킨 후 다시 폐수를 통과시키기 전에 상기 제 1 및 제 2 흡착탱크의 각각에 산 용액을 공급하여 중화시키기 위한 산 공급부를 포함하여 구성될 수 있다.The phosphorus concentration recovery apparatus for wastewater provided according to an aspect of the present invention is a phosphorus concentration recovery apparatus for removing and recovering the phosphorus component in the wastewater, and includes a cationic state adsorbent to which the phosphorus component in the anion state is attached. First and second adsorption tanks connected to an inlet to which wastewater containing phosphorus is obtained and the other end to an outlet to which wastewater from which phosphorus is removed is discharged; An alkali supply unit for supplying an alkaline solution to the first and second adsorption tanks in a state where phosphorus is adsorbed to dissolve and discharge the phosphorus component attached to the adsorbent; A calcined lime supply unit configured to supply calcined lime to the alkaline solution in which the phosphorus component discharged from the first and second adsorption tanks is dissolved; An agglomeration tank for temporarily storing a solution in which the phosphorus component is dissolved and a mixture of slaked lime and agglomerated to discharge the agglomerated calcium phosphate and the alkaline solution; The alkaline solution may include an acid supply unit for supplying and neutralizing an acid solution to each of the first and second adsorption tanks after dissolving the phosphorus component and again passing the wastewater.

일 실시예에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 흡착탱크는, 어느 한쪽에 폐수가 공급되는 동안에, 다른 쪽은 알칼리 용액과 산 용액이 공급되도록 교대로 제어될 수 있다.In one embodiment, the first and second adsorption tanks may be alternately controlled such that, while the wastewater is supplied to one side, the alkaline and acid solutions are supplied to the other side.

다른 실시예에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 흡착탱크 내에 구비되는 흡착제는 표면이 양이온 성질을 띠는 불규칙한 모양의 세라믹 입자들이 일정 두께로 적층된 형태이며, 폐수가 이 세라믹 입자들 사이의 공간을 통과할 때 폐수 내의 음이온 입자가 세라믹 입자의 표면에 부착될 수 있다.In another embodiment, the adsorbents provided in the first and second adsorption tanks have a shape in which irregularly shaped ceramic particles having a cation property on the surface are stacked to a certain thickness, and waste water is formed in the space between the ceramic particles. When passing through, anion particles in the waste water may adhere to the surface of the ceramic particles.

또 다른 실시예에 있어서, 상기 응집조에서 배출되는 알칼리 용액은 상기 알칼리 공급부로 회수되도록 연결될 수 있다.In another embodiment, the alkaline solution discharged from the coagulation tank may be connected to be recovered to the alkali supply unit.

또 다른 실시예에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 흡착탱크는 복수개 구비될 수 있다.In still another embodiment, the first and second adsorption tanks may be provided in plural numbers.

또한 본 발명의 다른 양상에 따라 제공되는, 폐수 내의 인 성분을 제거하고 회수하기 위한 인 농축 회수 방법은, 음이온 상태의 인 성분이 부착되는 양이온 상태의 흡착제를 구비하는 제 1 및 제 2 흡착탱크의 일단에서는 인 성분을 함유하는 폐수를 공급하고, 제 1 및 제 2 흡착탱크의 타단에서는 인 성분이 제거된 폐수가 배출되도록 하는 흡착 단계와; 상기 인 흡착 단계 이후 상기 제 1 및 제 2 흡착탱크의 각각에 알칼리 용액을 공급하여 흡착제에 부착된 인 성분을 용해시켜 배출시킨 후, 상기 제 1 및 제 2 흡착탱크에서 배출되는 인 성분이 용해된 알칼리 용액에 소석회를 공급하여 혼합되도록 하고, 상기 인 성분이 용해된 알칼리 용액과 소석회가 혼합된 용액을 일시 저장하여 응집되도록 하고 응집된 인산칼슘과 알칼리 용액을 배출시키는 회수단계; 및 알칼리 용액이 인 성분을 용해시킨 후 다시 하수,폐수를 통과시키기 전에 상기 제 1 및 제 2 흡착탱크의 각각에 산 용액을 공급하여 중화시키기 위한 중화단계를 포함할 수 있다.Also provided according to another aspect of the present invention, a phosphorus concentration recovery method for removing and recovering the phosphorus component in the wastewater comprises the steps of the first and second adsorption tanks having a cationic adsorbent to which the phosphorus component in the anion state is attached. An adsorption step of supplying wastewater containing phosphorus at one end and discharging wastewater from which phosphorus is removed at the other end of the first and second adsorption tanks; After the phosphorus adsorption step, an alkaline solution is supplied to each of the first and second adsorption tanks to dissolve and discharge the phosphorus component attached to the adsorbent, and then the phosphorus components discharged from the first and second adsorption tanks are dissolved. Supplying slaked lime to the alkaline solution to be mixed, and temporarily storing the mixed solution of the alkaline solution and the slaked lime in which the phosphorus component is dissolved so as to aggregate and discharge the aggregated calcium phosphate and alkaline solution; And an neutralization step for supplying and neutralizing the acid solution to each of the first and second adsorption tanks after the alkaline solution dissolves the phosphorus component and again passes the sewage and wastewater.

일 실시예에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 흡착탱크의 어느 한쪽에 폐수가 공급되어 인 성분을 폐수로부터 제거하는 흡착단계가 진행되는 동안에, 상기 제 1 및 제 2 흡착탱크의 다른 쪽은 알칼리 용액과 산 용액이 공급되어 제거된 인 성분을 회수하기 위한 회수단계가 교대로 진행될 수 있다.In one embodiment, the waste water is supplied to either one of the first and second adsorption tanks while the adsorption step of removing the phosphorus component from the waste water is in progress, and the other side of the first and second adsorption tanks is an alkaline solution. Recovery steps for recovering the phosphorus component removed by supplying the peracid solution may be performed alternately.

상술한 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 예컨대 인(P)의 농도가 20 ppm 정도의 저농도의 폐수로부터 예컨대 0.2 ppm 이하의 낮은 수치를 가지도록 탈인하여 배출시키고, 슬러지가 발생되지 않으면서 동시에 제거된 인이 예를 들어 비료 제조 공정에 사용될 수 있는 형태로 회수되는 현저한 효과를 제공한다.According to the present invention having the above-described configuration, for example, the concentration of phosphorus (P) is dephosphorized and discharged from a low concentration wastewater of about 20 ppm to have a low value of, for example, 0.2 ppm or less, and simultaneously removed without generating sludge. It provides the significant effect that phosphorus is recovered in a form that can be used for example in fertilizer manufacturing processes.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수의 인 농축회수 장치의 구조를 전체적으로 보여주는 개략도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수의 인 농축회수 방법 중 흡착단계를 설명하기 위한 개략도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수의 인 농축회수 방법 중 한쪽에서 회수단계가 진행되고 다른 한쪽에서는 흡착단계가 진행되는 예를 설명하기 위한 개략도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수의 인 농축회수 방법 중 한쪽에서 중화단계가 진행되고 다른 한쪽에서는 흡착단계가 진행되는 예를 설명하기 위한 개략도이다.1 is a schematic view showing the overall structure of a wastewater phosphorus recovery apparatus according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 is a schematic diagram for explaining the adsorption step of the phosphorus concentration recovery method of wastewater according to an embodiment of the present invention,
3 is a schematic diagram illustrating an example in which a recovery step is performed on one side and a adsorption step is performed on the other side of the phosphorus concentration recovery method of wastewater according to one embodiment of the present invention;
4 is a schematic diagram illustrating an example in which a neutralization step is performed on one side and a adsorption step is on the other side of the phosphorus concentration recovery method of wastewater according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적인 예를 들어 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings illustrating the present invention with a specific example as follows.

도시된 예와 같이, 본 발명의 일 양상에 따라 제공되는 폐수의 인 농축 회수 장치(100)는, 예컨대 도시의 생활 하수 또는 하수종말처리장과 같은 처리장에서 처리된 후 하천에 배출되기 직전과 같이 저농도의 인 성분을 함유하는 폐수 내에서, 강화된 인 처리기준에 맞추어 더욱더 인 성분 함유량을 낮추기 위하여, 인 성분을 제거하고 제거된 인 성분을 비료 생산 공정에 직접적으로 사용할 수 있는 인산칼슘의 형태로 회수하기 위한 장치이다.As shown in the example, the phosphorus concentration recovery and recovery apparatus 100 of wastewater provided according to one aspect of the present invention is, for example, treated at a treatment plant such as municipal sewage or sewage treatment plant, and then at a low concentration, such as immediately before being discharged to a stream. In wastewater containing phosphate components, to reduce phosphorus content even more in line with enhanced phosphorus treatment standards, phosphate components are removed and the removed phosphorus components are recovered in the form of calcium phosphate which can be used directly in the fertilizer production process. It is an apparatus for doing this.

본 발명에 따른 인 농축회수장치(100)는, 입수부(100), 흡착탱크(120, 130), 출수부(140), 알칼리 공급부(150), 소석회 공급부(160), 응집조(170), 산 공급부(180), 중화액 저장조(190) 등을 포함하여 구성될 수 있다.Phosphorus concentration recovery device 100 according to the present invention, the water inlet 100, the adsorption tank (120, 130), water outlet 140, alkali supply 150, calcined lime supply 160, coagulation tank 170 , Acid supply unit 180, the neutralizing solution reservoir 190 may be configured to include.

입수부(110)는 폐수가 본 발명에 따른 장치 내에 공급되는 부분이다. 입수부(110)를 통해 유입된 폐수는 일단 폐수 저장조(111)에 일시 저장되었다가 폐수 공급펌프(112)의 작동에 의해 흡착탱크(120, 130)에 공급될 수 있다. 흡착탱크(120, 130)에 공급된 폐수는 흡착탱크(120, 130) 내에 장착되어 있는 흡착제(122,132)에 인 성분이 부착됨으로써 인 성분이 제거된 후, 출수부(140)를 통해 배출될 수 있다.Inlet 110 is the portion where wastewater is supplied into the apparatus according to the invention. Wastewater introduced through the inlet 110 may be temporarily stored in the wastewater storage tank 111 and then supplied to the adsorption tanks 120 and 130 by the operation of the wastewater supply pump 112. Wastewater supplied to the adsorption tanks 120 and 130 may be discharged through the water extraction unit 140 after the phosphorus component is attached to the adsorbents 122 and 132 mounted in the adsorption tanks 120 and 130. have.

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도시된 예에서, 입수부(110)와 출수부(140) 사이에 병렬로 배치된 제 1 및 제 2 흡착탱크(120, 130)는 각각 독립적인 부분들이며, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제 1 흡착탱크(120)가 인을 부착하는 흡착단계를 수행하고 있는 동안에 제 2 흡착탱크(130)는 인을 회수하고 중화하는 단계들을 수행하는 방식으로 서로 교대로 작동하도록 제어될 수 있다. 이 경우 제 1 흡착탱크(120)에서 흡착단계가 수행된 후, 곧 이어서 제 1 흡착탱크(120)에서는 회수 및 중화단계가 진행되는 동안에, 제 2 흡착탱크(130)에서 흡착단계가 진행될 수 있다. 따라서 폐수의 공급이 단속적으로 이루어질 필요가 없고 일정한 유량 유속으로 연속적인 처리가 가능하다는 장점이 제공될 수 있다.In the illustrated example, the first and second adsorption tanks 120 and 130 disposed in parallel between the inlet section 110 and the outlet section 140 are each independent portions, and according to a preferred embodiment of the present invention, While the first adsorption tank 120 performs the adsorption step of attaching phosphorus, the second adsorption tank 130 may be controlled to alternately operate in such a manner as to perform the steps of recovering and neutralizing phosphorus. In this case, after the adsorption step is performed in the first adsorption tank 120, the adsorption step may proceed in the second adsorption tank 130 immediately after the recovery and neutralization step is performed in the first adsorption tank 120. . Therefore, it is possible to provide an advantage that the supply of waste water does not need to be made intermittently and can be continuously processed at a constant flow rate.

본 발명에 따라 흡착탱크(120, 130)가 도시된 예의 경우에만 국한될 필요는 없고, 제1흡착탱크(120) 만을 구비할 수도 있다. 이 경우 제 1 흡착탱크(120)가 흡착, 회수, 중화 단계를 반복하게 될 것이다. 처리해야할 유량에 따라서는 복수의 제 1 흡착탱크(120) 및 복수의 제 2 흡착탱크(130)를 구비할 수 있다.According to the present invention, the adsorption tanks 120 and 130 need not be limited only to the illustrated example, but may include only the first adsorption tank 120. In this case, the first adsorption tank 120 will repeat the adsorption, recovery and neutralization steps. Depending on the flow rate to be treated, a plurality of first adsorption tanks 120 and a plurality of second adsorption tanks 130 may be provided.

흡착탱크(120, 130) 내의 흡착제(122, 132)는 각각 음이온 상태의 인 성분이 부착될 수 있도록 양이온 상태를 띠는 것이 바람직하다. 예컨대, 흡착제(122, 132)는 표면이 양이온 성질을 띠는 불규칙한 모양의 세라믹 입자들이 일정 두께로 적층된 형태일 수 있다. 흡착탱크(120, 130)의 내부에 공급된 폐수는 이 세라믹 입자들 사이의 공간을 통과하게 되며, 이때 폐수 내의 음이온 입자 즉 인산 형태의 인 성분이 세라믹 입자의 표면에 부착됨으로써 폐수 내의 인 성분이 제거될 수 있다.The adsorbents 122 and 132 in the adsorption tanks 120 and 130 preferably have a cation state so that the phosphorus component in the anion state can be attached. For example, the adsorbents 122 and 132 may have a shape in which irregularly shaped ceramic particles having a cationic property on a surface thereof are stacked to a predetermined thickness. Wastewater supplied to the adsorption tanks 120 and 130 passes through the spaces between the ceramic particles. At this time, the anion particles in the wastewater, that is, phosphorus in the form of phosphoric acid adhere to the surface of the ceramic particles, thereby reducing the Can be removed.

흡착탱크(120, 130)에는 4개의 유체 출입구가 형성되어 있는데, 폐수가 유입되도록 개폐하는 입수밸브(121, 131), 폐수가 유출되도록 개폐하는 출수밸브(123, 133), 알칼리 또는 산 용액이 유입되도록 하는 공급밸브(124, 125), 그리고 인 성분이 녹아있는 알칼리 용액 또는 알칼리와 산이 중화된 중화액이 유출되도록 하는 배출밸브(125, 135)에 의하여 개폐된다.Four fluid inlets and outlets are formed in the adsorption tanks 120 and 130, inlet valves 121 and 131 for opening and closing the waste water, outlet valves 123 and 133 for opening and closing the waste water, alkali or acid solution It is opened and closed by supply valves 124 and 125 for inflow, and discharge valves 125 and 135 for allowing an alkaline solution in which phosphorus component is dissolved or a neutralizing solution neutralized with alkali and acid to flow out.

알칼리 공급부(150)는, 예컨대 수산화칼륨(NaOH)와 같은 알칼리 성분이 용해되어 있는 알칼리 용액을 저장하고 있다. 알칼리 공급부(150)에 저장되어 있는 알칼리 용액은, 공급펌프(151)의 작동에 의하여, 흡착탱크(120, 130) 내부의 세라믹 입자들 즉, 흡착제(122,132)에 부착되어 있는 인 성분을 용해시키도록 흡착탱크(120, 130)에 공급될 수 있다.The alkali supply unit 150 stores an alkali solution in which an alkaline component such as potassium hydroxide (NaOH) is dissolved. The alkaline solution stored in the alkali supply unit 150 dissolves the phosphorus component adhering to the ceramic particles in the adsorption tanks 120 and 130, that is, the adsorbents 122 and 132, by the operation of the supply pump 151. It may be supplied to the adsorption tank (120, 130).

소석회 공급부(160)는 인산과 결합하는 칼슘염을 가지는 소석회(수산화칼슘)를 저장하고 있다. 소석회 공급부(160)에 저장되어 있는 소석회는, 공급펌프(161)의 작동에 의하여, 라인 믹서기(145)로 공급될 수 있다. 라인 믹서기(145)는 흡착탱크(120, 130)로부터 배출되는 "인 성분이 용해된 알칼리 용액"이 공급되는 상태에서 소석회를 공급받아 이들을 혼합시킨다.The slaked lime supply unit 160 stores slaked lime (calcium hydroxide) having a calcium salt which binds to phosphoric acid. The slaked lime stored in the slaked lime supply unit 160 may be supplied to the line mixer 145 by the operation of the feed pump 161. The line mixer 145 receives the slaked lime and mixes them with a "alkali solution in which phosphorus component is dissolved" discharged from the adsorption tanks 120 and 130.

알칼리 용액 내에 용해되어 있는 인 성분은 소석회와 혼합되면서, 인산칼슘을 형성하면서 응집조(172)로 모이게 된다. 응집조(170)는 인 성분이 용해된 알칼리 용액과 소석회가 혼합된 용액을 일시 저장하여 응집되도록 하는 탱크이며, 응집된 인산칼슘과 알칼리 용액을 배출시키는 부분이다.The phosphorus component dissolved in the alkaline solution is mixed with the slaked lime and collected in the flocculation tank 172 while forming calcium phosphate. The agglomeration tank 170 is a tank for temporarily storing a solution in which an alkaline solution in which phosphorus component is dissolved and a mixture of slaked lime and agglomerate, and discharges the aggregated calcium phosphate and alkaline solution.

응집조(170)에서 배출되는 인산칼슘은 비료제조 공정에 그대로 사용될 수 있다는 장점을 가진다. 또한 응집조(170)에서 배출되는 알칼리 용액은 알칼리 공급부(150)로 회수되도록 배관이 연결될 수 있다.Calcium phosphate discharged from the flocculation tank 170 has the advantage that it can be used as it is in the fertilizer manufacturing process. In addition, the alkaline solution discharged from the coagulation tank 170 may be connected to the pipe so that the alkaline supply unit 150 is recovered.

흡착탱크(120, 130) 내의 흡착제(122, 132)가 다시 인 성분을 흡착하기 위해서는 알칼리성이 중화되어야만 한다. 이를 위하여, 본 발명의 장치는 산 공급부(180) 및 중화액 저장조(190)를 구비한다.In order for the adsorbents 122 and 132 in the adsorption tanks 120 and 130 to adsorb phosphorus again, alkalinity must be neutralized. To this end, the apparatus of the present invention includes an acid supply unit 180 and a neutralizing solution reservoir 190.

산 공급부(180)는 예컨대 황산과 같은 산 성분이 용해된 산 용액을 저장하고 있다. 산 공급부(180)에 저장되어 있는 산 용액은, 공급펌프(181)의 작동에 의하여, 흡착탱크(120, 130)로 공급되어, 흡착제(122, 132)의 표면을 중화시킬 수 있다. 중화된 상태의 용액은 라인 믹서기(145)를 통과한 후 중화액 저장조(190)로 모일 수 있다.The acid supply unit 180 stores an acid solution in which an acid component such as sulfuric acid is dissolved. The acid solution stored in the acid supply unit 180 may be supplied to the adsorption tanks 120 and 130 by the operation of the supply pump 181 to neutralize the surfaces of the adsorbents 122 and 132. The neutralized solution may pass through the line mixer 145 and then collect into the neutralization reservoir 190.

상술한 바와 같은 구성을 가진 본 발명에 따른 인 농축회수장치(100)를 이용하여, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 폐수 내의 인 성분을 제거하고 회수하기 위한 인 농축 회수 방법이 수행될 수 있다.By using the phosphorus concentration recovery apparatus 100 according to the present invention having the configuration as described above, as shown in Figures 2 to 4, the phosphorus concentration recovery method for removing and recovering the phosphorus component in the waste water is to be performed Can be.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수의 인 농축회수 방법 중 흡착단계를 설명하기 위한 개략도이고, 도 3은 한쪽에서 회수단계가 진행되고 다른 한쪽에서는 흡착단계가 진행되는 예를 설명하기 위한 개략도이며, 또한 도 4는 한쪽에서 중화단계가 진행되고 다른 한쪽에서는 흡착단계가 진행되는 예를 설명하기 위한 개략도이다.Figure 2 is a schematic diagram for explaining the adsorption step of the phosphorus concentration recovery method of the wastewater according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is for explaining an example that the recovery step is carried out on one side and the adsorption step is carried out on the other side 4 is a schematic diagram for explaining an example in which the neutralization step proceeds on one side and the adsorption step proceeds on the other side.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 인 농축회수방법은, 흡착단계, 회수단계, 및 중화단계를 포함하는 사이클을 반복함으로써 수행될 수 있다.As shown, the phosphorus concentration recovery method according to the present invention may be performed by repeating the cycle including the adsorption step, recovery step, and neutralization step.

도 2를 참조하면, 흡착단계는, 각각 음이온 상태의 인 성분이 부착되는 양이온 상태의 흡착제(122)를 구비하는 제1흡착탱크(120)에 폐수가 통과하는 단계이다. 즉 제1흡착탱크(120)의 일단에 연결되어 있는 입수부(110)로부터 인 성분을 함유하는 폐수가 공급된다. 그리고 제1흡착탱크(120)를 통과하면서 인 성분이 제거된 폐수는 그 타단에 연결되어 있는 출수부(140)를 통해 배출된다.Referring to FIG. 2, the adsorption step is a step in which wastewater passes through a first adsorption tank 120 having a cation adsorbent 122 to which phosphorus components in an anion state are attached. That is, wastewater containing phosphorus is supplied from the inlet 110 connected to one end of the first adsorption tank 120. The wastewater from which phosphorus is removed while passing through the first adsorption tank 120 is discharged through the water outlet 140 connected to the other end thereof.

도 3을 참조하면, 회수단계는, 흡착단계 이후 제 1 흡착탱크(120)에 부착되어 있는 인 성분을 인산칼슘의 형태로 회수하는 단계이다. 이를 위하여, 예컨대 NaOH와 같은 알칼리 용액을 알칼리 공급부(150)로부터 제 1 흡착탱크(120)에 공급할 수 있다. 제 1 흡착탱크(120)의 흡착제(122)에 부착된 인 성분은 알칼리 용액에 의해 용해되어 배출밸브(125)를 통해 배출되고 라인 믹서기(145)로 공급될 수 있다. 이와 동시에 라인 믹서기(145)에는 소석회 공급부(160)로부터 소석회가 공급되어 혼합된다. 이후 이 혼합물은 응집조(170)에 공급밸브(171)를 경유하여 저장되고, 응집조(170) 내에서 알칼리 용액 및 석출된 인산칼슘으로 분리될 수 있다. 응집조(170) 내에서 분리된 알칼리 용액과 인산칼슘은 각각 별도로 인산칼슘 회수부(172)와 알칼리 배출펌프(173)를 통해 배출될 수 있다.Referring to FIG. 3, the recovery step is a step of recovering the phosphorus component attached to the first adsorption tank 120 in the form of calcium phosphate after the adsorption step. For this purpose, for example, an alkaline solution such as NaOH may be supplied from the alkali supply unit 150 to the first adsorption tank 120. The phosphorus component attached to the adsorbent 122 of the first adsorption tank 120 may be dissolved by an alkaline solution, discharged through the discharge valve 125, and supplied to the line mixer 145. At the same time, the slaked lime is supplied from the slaked lime supply unit 160 to the line mixer 145 and mixed. This mixture is then stored in the flocculation tank 170 via the supply valve 171 and can be separated into alkaline solution and precipitated calcium phosphate in the flocculation tank 170. The alkaline solution and calcium phosphate separated in the flocculation tank 170 may be separately discharged through the calcium phosphate recovery unit 172 and the alkali discharge pump 173, respectively.

또한 도 4를 참조하면, 중화단계는, 회수단계 이후 흡착단계를 수행하기 이전에 흡착제의 표면을 중화시키기 위한 단계이다. 이를 위하여, 산 공급부(180)에 있는 예컨대 황산 용액과 같은 산 용액이 제1흡착탱크(120)에 공급될 수 있다. 제 1 흡착탱크(120)에 공급된 산 용액은 흡착제(122)의 표면을 중성으로 중화시킬 수 있다. 중화된 용액 즉, 중화액은 라인 믹서기(145)를 거쳐 공급밸브(191)를 통과한 후 중화액 저장조(190)에 저장될 수 있다.Also, referring to FIG. 4, the neutralization step is a step for neutralizing the surface of the adsorbent after the recovery step and before performing the adsorption step. To this end, an acid solution such as sulfuric acid solution in the acid supply unit 180 may be supplied to the first adsorption tank 120. The acid solution supplied to the first adsorption tank 120 may neutralize the surface of the adsorbent 122. The neutralized solution, that is, the neutralizing liquid may be stored in the neutralizing liquid reservoir 190 after passing through the supply valve 191 through the line mixer 145.

도 3,4에 도시된 예에서와 같이, 회수단계와 중화단계를 수행하고 있는 제 1 흡착탱크(120)와는 병렬로 입수부(110)와 출수부(140) 사이에 배치되어 있는 제 2 흡착탱크(130)에서는, 제 1 흡착탱크(120)의 단계와는 다르게, 위에서 설명한 흡착단계가 진행될 수 있다.3 and 4, the second adsorption unit disposed between the inlet unit 110 and the outlet unit 140 in parallel with the first adsorption tank 120 performing the recovery step and the neutralization step. In the tank 130, unlike the step of the first adsorption tank 120, the adsorption step described above may be performed.

이와 같이, 본 발명에 따른 방법은, 시간적으로 연속하는 흡착단계, 회수단계 및 중화단계를 포함하는 하나의 사이클로서 반복하여 수행할 수 있다. 흡착탱크가 하나일 경우, 입수부(110)를 통해 공급되는 폐수는 흡착단계에만 공급되어야 한다. 이것은 연속처리 보다는 효율성이 낮으므로, 연속처리가 가능한 구성이 요구된다. As such, the process according to the invention can be carried out repeatedly as one cycle comprising a time-sequential adsorption step, a recovery step and a neutralization step. If there is only one adsorption tank, the wastewater supplied through the inlet unit 110 should be supplied only to the adsorption step. Since this is less efficient than continuous processing, a configuration capable of continuous processing is required.

이를 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 흡착단계, 회수단계 및 중화단계를 포함하는 사이클은, 두 개의 흡착탱크(120, 130)를 이용함으로써 시간적으로 교대로 진행될 수 있다. 즉, 제 1 및 제 2 흡착탱크(120, 130)의 어느 한쪽에 폐수가 공급되어 인 성분을 폐수로부터 제거하는 흡착단계가 진행되는 동안에, 상기 제1 및 제2 흡착탱크(120, 130)의 다른 쪽은 알칼리 용액과 산 용액이 공급되어 제거된 인 성분을 회수하기 위한 회수단계가 교대로 진행될 수 있다. 이 경우, 입수부(110)를 통해 유입되는 폐수는 제 1 흡착탱크(120)에 공급되어 흡착이 진행되도록 하다가, 제 1 흡착탱크(120)가 회수단계 및 중화단계를 실행하는 시간에는, 제 2 흡착탱크(130)에 공급될 수 있다. 따라서 시간적으로 연속적인 폐수의 처리가 가능하다는 장점이 제공될 수 있다.To this end, according to a preferred embodiment of the present invention, the cycle including the adsorption step, the recovery step and the neutralization step may be carried out alternately in time by using the two adsorption tanks (120, 130). That is, the waste water is supplied to either one of the first and second adsorption tanks 120 and 130 and the adsorption step of removing the phosphorus component from the waste water is performed. On the other hand, a recovery step for recovering the phosphorus component removed by supplying the alkaline solution and the acid solution may be performed alternately. In this case, the wastewater introduced through the inlet unit 110 is supplied to the first adsorption tank 120 to allow adsorption to proceed, and at the time when the first adsorption tank 120 performs the recovery step and the neutralization step, 2 may be supplied to the adsorption tank 130. Thus, an advantage can be provided that the treatment of continuous wastewater in time is possible.

이상에서는 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 설명하였으나, 당업자라면 본 명세서에서 설명된 여러 가지 특징을 참조하고 조합하여 다양하고 변형된 구성이 가능하다. 따라서 본 발명의 범위가 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 함을 지적해둔다.In the above description, the present invention has been described through specific embodiments, but various modifications may be made to those skilled in the art by referring to and combining various features described herein. Therefore, it should be pointed out that the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be interpreted by the appended claims.

100 : 인 농축회수장치 110 : 입수부
111 : 저장조 112 : 공급펌프
120, 130 : 흡착탱크 121, 131 : 입수밸브
122, 132 : 흡착제 123, 133 : 출수밸브
124, 134 : 공급밸브 125, 135 : 배출밸브
140 : 출수부 145 : 라인 믹서기
150 : 알칼리 공급부 151 : 공급펌프
160 : 소석회 공급부 161 : 공급펌프
170 : 응집조 171 : 공급밸브
172 : 인산칼륨 회수부 173 : 알칼리 배출펌프
180 : 산 공급부 181 : 공급펌프
190 : 중화액 저장조 191 : 공급밸브100: phosphorus recovery device 110: inlet
111: reservoir 112: supply pump
120, 130: adsorption tank 121, 131: inlet valve
122, 132: adsorbent 123, 133: water outlet valve
124, 134: supply valve 125, 135: discharge valve
140: water outlet 145: line mixer
150: alkali supply unit 151: supply pump
160: calcined lime supply unit 161: supply pump
170: coagulation tank 171: supply valve
172: potassium phosphate recovery unit 173: alkali discharge pump
180: acid supply unit 181: supply pump
190: neutralization liquid storage tank 191: supply valve

Claims (7)

삭제delete 음이온 상태의 인 성분이 부착되는 양이온 상태의 흡착제를 구비하여, 일단은 인 성분을 함유하는 폐수가 입수되는 입수부에 연결되고, 타단은 인 성분이 제거된 폐수가 배출되는 출수부에 연결시 킨 제1 및 제2 흡착탱크;
인이 흡착된 상태에서 상기 제1 및 제2 흡착탱크의 각각에 알칼리 용액을 공급하여 상기 흡착제에 부착된 인 성분을 용해시켜 배출되도록 하는 알칼리 공급부;
상기 제1 및 제2 흡착탱크에서 배출되는 인 성분이 용해된 알칼리 용액에 소석회를 공급하여 혼합되도록 하는 소석회 공급부;
상기 인 성분이 용해된 알칼리 용액과 소석회가 혼합된 용액을 일시 저장하여 응집되도록 하고 응집된 인산칼슘과 알칼리 용액을 배출시키는 응집조;및
알칼리 용액이 인 성분을 용해시킨 후 다시 폐수를 통과시키기 전에, 인성분이 용해된 폐수가 수용된 상기 제1 및 제2 흡착탱크의 각각에는 산 용액을 공급하여 중화시키기 위한 산 공급부를 포함하고,
상기 제1 및 제2 흡착탱크 중 어느 한쪽에 폐수가 공급되는 동안에, 다른 쪽은 알칼리 용액과 산 용액이 공급되도록 교대로 제어되게 하는 폐수의 인 농축 회수 장치.It is equipped with a cation adsorbent to which an anionic phosphorus component is attached, one end of which is connected to an inlet to which wastewater containing phosphorus is obtained, and the other end to an outlet to which wastewater from which phosphorus is removed is discharged. First and second adsorption tanks;
An alkali supply unit supplying an alkaline solution to each of the first and second adsorption tanks in a state where phosphorus is adsorbed to dissolve and discharge the phosphorus component attached to the adsorbent;
A calcined lime supply unit configured to supply calcined lime to an alkaline solution in which phosphorus components discharged from the first and second adsorption tanks are dissolved;
A flocculation tank for temporarily storing a solution in which the phosphorus component is dissolved and a mixture of slaked lime and agglomerated to discharge the aggregated calcium phosphate and alkaline solution; and
Before the alkaline solution dissolves the phosphorus component and passes the wastewater again, each of the first and second adsorption tanks containing the phosphorus-dissolved wastewater includes an acid supply unit for supplying and neutralizing an acid solution,
While the wastewater is supplied to either one of the first and second adsorption tanks, the other is phosphorus concentrated recovery apparatus of the wastewater to be alternately controlled to supply an alkaline solution and an acid solution. 청구항2에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 흡착탱크 내에 구비되는 흡착제는 표면이 양이온 성질을 띠는 불규칙한 모양의 세라믹 입자들이 일정 두께로 적층된 형태이며 폐수가 이 세라믹 입자들 사이의 공간을 통과할 때 폐수 내의 음이온 입자가 세라믹 입자의 표면에 부착되게 하는 것을 특징으로 하는 폐수의 인 농축 회수 장치.The method of claim 2, wherein the adsorbents provided in the first and second adsorption tanks have a shape in which irregularly shaped ceramic particles having a cationic property on the surface are laminated to a predetermined thickness, and waste water passes through the spaces between the ceramic particles. And when the anion particles in the wastewater adhere to the surface of the ceramic particles. 청구항 3에 있어서, 상기 응집조에서 배출되는 알칼리 용액은 상기 알칼리 공급부로 회수되도록 연결된 것을 특징으로 하는 폐수의 인 농축 회수 장치.The apparatus of claim 3, wherein the alkaline solution discharged from the coagulation tank is connected to the alkali supply unit. 청구항 4에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 흡착탱크는 각각 복수개 구비되는 것을 특징으로 하는 폐수의 인 농축 회수 장치.The phosphorus concentration recovery system for wastewater according to claim 4, wherein the first and second adsorption tanks are each provided in plural. 삭제delete 음이온 상태의 인 성분이 부착되는 양이온 상태의 흡착제를 구비하는 제 1 및 제 2 흡착탱크의 각각의 일단으로는 인 성분을 함유하는 폐수를 공급하고, 타단들로부터는 인 성분이 제거된 폐수가 배출되도록 하는 흡착 단계;
상기 인 흡착 단계 이후 상기 제 1 및 제 2 흡착탱크의 각각에는 알칼리 용액을 공급하여 흡착제에 부착된 인 성분을 용해시켜 배출시킨 후, 상기 제 1 및 제 2 흡착탱크에서 배출되는 인 성분이 용해된 알칼리 용액에 소석회를 공급하여 혼합되게 하고, 상기 인 성분이 용해된 알칼리 용액과 소석회가 혼합된 용액을 일시 저장하여 응집되게 하며 응집된 인산칼슘과 알칼리 용액을 배출시키는 회수단계; 및
알칼리 용액이 인 성분을 용해시킨 후 다시 폐수를 통과시키기 전에 인 성분이 용해된 폐수가 수용된 상기 제 1 및 제 2 흡착탱크의 각각에 산 용액을 공급하여 중화시키기 위한 중화단계를 포함하고,
상기 제 1 및 제 2 흡착탱크의 어느 한쪽에 폐수가 공급되어 인 성분을 폐수로부터 제거하는 흡착단계가 진행되는 동안에, 상기 제1 및 제2 흡착탱크의 다른 쪽은 알칼리 용액과 산 용액이 공급되어 제거된 인 성분을 회수하기 위한 회수단계가 교대로 진행되게 한 폐수의 인 농축 회수 방법.One end of each of the first and second adsorption tanks having a cation adsorbent to which the phosphorus component in the anion state is attached is supplied with wastewater containing the phosphorus component, and the wastewater from which the phosphorus component has been removed is discharged from the other ends. Adsorption step to ensure;
After the phosphorus adsorption step, each of the first and second adsorption tanks is supplied with an alkaline solution to dissolve and discharge the phosphorus component attached to the adsorbent, and then the phosphorus components discharged from the first and second adsorption tanks are dissolved. A recovery step of supplying slaked lime to the alkaline solution for mixing, temporarily storing the alkaline solution in which the phosphorus component is dissolved, and the mixed solution of slaked lime to aggregate and discharge the aggregated calcium phosphate and alkaline solution; And
A neutralization step for supplying and neutralizing an acid solution to each of the first and second adsorption tanks containing the wastewater in which the phosphorus component is dissolved before the alkaline solution dissolves the phosphorus component and passes the wastewater again;
Wastewater is supplied to either one of the first and second adsorption tanks so that an alkali solution and an acid solution are supplied to the other side of the first and second adsorption tanks while the adsorption step of removing phosphorus from the wastewater is in progress. A method for concentrating and recovering phosphorus in wastewater, in which recovery steps for recovering the removed phosphorus component are alternately performed.
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