KR101269123B1

KR101269123B1 - 생물학적 수단을 이용한 슬러지의 액화처리방법 및 슬러지 처리장치

Info

Publication number: KR101269123B1
Application number: KR20120102884A
Authority: KR
Inventors: 이선복; 김완모; 이건원
Original assignee: 주식회사 라이크
Priority date: 2012-09-17
Filing date: 2012-09-17
Publication date: 2013-05-29

Abstract

본 발명은 피혁, 식품, 염색, 제지 등 산업설비와 일반하수, 생활하수, 공업하수 등의 종말처리장에서 통상적으로 설치되어 있는 원폐수 처리시설로부터 농축된 상태로 최종 방출되는 슬러지를 생물학적인 방법으로 처리하여 액상으로 기존처리설비에 반송하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 방법은 산업설비 또는종말처리장에 구비된 기본 처리시설에서 배출되는 원폐수를 처리한 다음 농축된 상태로 배출되는 슬러지를 액화 처리하기 위한 방법에 있어서, 상기 슬러지를 공급받는 제1단계; 공급받은 슬러지를 생물학적 수단에 의해 액화하는 제2단계; 액화에 의해 생기게 되는 상등액을 상기 기본 처리시설에 반송하는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

생물학적 수단을 이용한 슬러지의 액화처리방법 및 슬러지 처리장치{Method For Processing Sludge By Biological Means And Apparatus For Processing The Sludge}

본 발명은 슬러지의 처리방법에 관한 것으로서, 산업현장의 폐수처리장에서 폐수를 기존의 방식으로 처리한 뒤에 최종으로 배출되는 고농도의 폐수 또는 슬러지를 생물학적 수단을 이용하여 재차 처리한 다음 액상으로 만들어 기존 공정에 반송할 수 있게 하는, 생물학적 수단을 이용한 슬러지의 액화처리에 관한 것이다.

일반적으로 피혁, 식품, 염색, 제지 등의 산업설비 폐수처리장과 일반하수, 생활하수, 공업하수 등의 종말처리장에서는 폐수처리 및 수질액화 과정에서 고농도 폐수 또는 슬러지(이하 이들을 모두 '슬러지'라고 일컫는다)가 발생하며 상기처리에서 발생한 슬러지는 별도로 처리하고 있다.

슬러지에는 종류에 따라서 다양한 화공약품잔존물과 단백질 찌꺼기, 폐유기물 혼합물질, 다수의 중금속이온, 무기물 복합체 등으로 구성될 수 있으며 COD가 300 ~ 10,000ppm까지 이르기도 한다.

현재 이러한 슬러지를 처리하는 방법은 해양투기, 매립, 소각, 재활용(농지자원, 건설자재화 등)의 방법이 있다. 위의 방법들의 가장 큰 문제점은 해양오염, 침출수, 악취가스 등의 2차 환경오염의 문제이며 치명적인 환경훼손의 위험을 내포하고 있다.

피혁폐수를 처리하기 위한 종래기술로는 특허출원 제10-1998-0051250호가 공개된바 있다. 그러나 이는 위에서 언급한 바와 같이 산업설비에서 배출되는 원폐수를 액화처리하기 위한 것이다. 예를 들어 COD가 500 ~ 1,000 ppm 정도가 되는 원폐수의 액화처리를 위한 것이다. 그러나 본 발명은 이렇게 최초로 처리한 다음 고체 형태로 방출되는 슬러지(예를 들어 COD가 1,500 ~ 10,000ppm)를 처리하기 위한 제안으로서 종래기술과는 목적과 구성이 구별된다.

위와 같은 문제에 대한 본 발명의 목적은, 피혁, 식품, 염색, 제지 등 산업설비와 일반하수, 생활하수, 공업하수 등의 종말처리장에서 최초로 처리한 다음 배출되는 슬러지를 생물학적 수단으로 처리할 수 있는 처리장치 및 처리절차를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 구체적인 목적은 친환경적인 방법으로 안전하게 처리하기 때문에 2차 환경오염 문제가 발생하지 않으며, 처리비용을 절감시키는 것에 목적이 있다. 또한 환경의 영구적인 훼손을 일으키지 않는 슬러지의 처리장치 및 처리절차를 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 목적은, 원폐수를 정화하기 위해 산업설비 또는 하수종말처리장에 구비된 기본 처리시설에서 원폐수를 처리함으로써 농축된 상태로 배출되는 슬러지를 액화 처리하기 위한 방법에 있어서,

상기 슬러지를 공급받는 제1단계; 공급받은 슬러지를 생물학적 수단에 의해 액화하는 제2단계; 액화에 의해 생기게 되는 상등액을 상기 기본 처리시설에 반송하는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 생물학적 수단을 이용한 슬러지의 액화처리방법에 의해 달성된다.

본 발명의 특징에 의하면, 상기 제2단계를 통해 발생되는 슬러지를 액화하는 제4단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 특징에 의하면, 상기 제2단계는 상기 공급받은 슬러지의 농도에 따라 다른 방법으로 액화할 수 있다.

본 발명의 특징에 의하면, 상기 제2단계는 상기 공급받은 슬러지의 농도에 따라 다른 방법으로 액화하되; 혐기성 세균을 이용한 혐기성 분해와 호기성 세균을 이용한 호기성 분해를 모두 이용하는 것일 수 있다.

본 발명의 다른 목적은; 원폐수를 정화하기 위해 산업설비와 하수종말처리장에 구비된 기본 처리시설에서 원폐수를 처리함으로써 농축된 상태로 배출되는 슬러지를 액화 처리하기 위한 슬러지 처리장치에 있어서;

상기 슬러지를 공급하는 슬러지 공급부; 공급되는 슬러지를 미생물제제를 이용하여 분해 처리하는 슬러지액화처리부; 상기 슬러지액화처리부의 말단에서 발생되는 상등액이 반송조건을 만족하는 경우 이를 수거하여 상기 기본 처리시설로 배출하는 반송관; 상기 슬러지액화처리부에서 미처 처리되지 않고 침전되는 슬러지를 수거하여 상기 슬러지액화처리부의 유입단으로 공급하여 슬러지액화처리부를 순환하도록 하는 슬러지순환관을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지 처리장치에 의해 달성된다.

여기서 상기 슬러지액화처리부(100)는 1개 이상의 단위처리부로 구성되되, 상기 단위처리부는 다음의 제1,2,3처리부(100-1,100-2,100-3)중 어느 하나 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 슬러지 처리장치.

상기 제1처리부 (100-1)는; 직립 설치되는 원통 형상의 제1처리조(200); 임펠러(212)를 회전시킴으로써 슬러지(S)를 혼합시키는 것으로서 슬러지(S)의 혼합을 위해 상기 제1처리조(200) 내부에 설치되는 슬러지혼합장치(210);를 포함할 수 있다.

상기 제2처리부(100-2)는; 직립 설치되는 원통 형상의 제2처리조(200'); 상기 제2처리조(200')에 공기를 공급하기 위한 것으로서, 공기공급관을 통해 상기 제2처리조(200')의 하부에 설치되며 연장방향을 따라 다수의 공기분출공(222)이 타공되어 있는 산기관(220);을 포함할 수 있다.

상기 제3처리부(100-3)는; 직립 설치되는 원통 형상의 제3처리조(200"); 임펠러(212)를 회전시킴으로써 슬러지(S)를 혼합시키는 것으로서 슬러지(S)의 혼합을 위해 상기 제3처리조(200") 내부에 설치되는 슬러지혼합장치(210); 상기 제3처리조(200")에 공기를 공급하기 위한 것으로서, 공기공급관을 통해 상기 제3처리조(200")의 하부에 설치되며 연장방향을 따라 다수의 공기분출공(222)이 타공되어 있는 산기관(220); 일단은 상기 제3처리조(200")의 바닥판에 연결되고 타단은 상기 제3처리조(200")의 측벽 상측에 연결된 순환관(230);을 포함할 수 있다.

위와 같은 구성에 의하면, 피혁, 식품, 염색, 제지 등 산업설비와 일반하수, 생활하수, 공업하수 등의 종말처리장에서 통상적으로 설치되어 있는 원폐수 처리시설로부터 농축된 상태로 최종 방출되는 슬러지를 소각이나 매립 등으로 처리하는 대신 생물학적 수단에 의해 분해하여 액화시킨 다음 기존 공정에 반송하게 함으로써 환경을 오염 또는 훼손시키지 아니하며, 소각에 따른 에너지의 사용이나 매립에 따른 용지가 필요치 않아 처리비용이 크게 절감되는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 의한 슬러지 처리방법의 개괄을 도시하는 시스템 구성도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 제1,2,3실시예에 의한 슬러지액화처리부의 처리조의 단면 구성도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 각 실시예에 의한 슬러지 처리장치의 전체 구성도이다.

이하, 첨부된 각 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 내용을 상세하게 설명한다. 우선 도 1을 참조하여 본 발명의 처리방법에 대한 기본적 사항을 설명한다.

본 발명은 피혁, 식품, 염색, 제지 등 산업설비와 일반하수, 생활하수, 공업하수 등의 하수종말처리장의 기존 처리시설에서 배출되는 원폐수를 처리한 다음 농축된 상태로 배출되는 슬러지를 액화 처리하기 위한 방법에 관한 것이다.

기본 처리시설이라 함은 기존 처리시설을 의미하며 각종 산업분야에 널리 적용되고 있는 처리시실을 일컫는다. 따라서 그 구성은 필요에 따라 얼마든지 조정될 수 있는 것이며, 기본 처리시설의 구성에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되어서는 아니된다. 본 발명에서 설명되는 원폐수를 1차로 처리하는 기본 처리시설은 예를 들어 다음과 같은 구성을 가질 수 있다.

도 1을 참조하면, 기본 처리시설(300)은 유량조절조(310), 1차 폭기조(320), 1차 침전조(330), 2차 폭기조(340, 또는 '활성오니조'. 이하 같음 ), 2차 침전조(350)로 구성될 수 있다. 슬러지 형태로 된 피처리물의 배출지점은 1차 침전조(330) 및 2차 침전조(350)가 될 수 있다.

본 발명은 우선 방법적 측면에서 이해될 수 있으므로 이하 시계열적 순서에 입각하여 방법에 대하여 먼저 설명한다. 제1단계는 기본 처리시설로부터 슬러지를 공급받는 단계이다. 이는 기본 처리시설의 최종 배출구에 관을 연결하면 간단히 공급받을 수 있을 것이며 필요에 따라 펌프를 이용하여 압송하도록 하면 된다.

이후 제2단계는 공급받은 슬러지를 생물학적 수단에 의해 액화한다. 여기서 슬러지 처리장치가 사용되는데, 이 슬러치 처리장치 역시 본 발명의 내용에 해당되는 것으로서 후술된다.

제3단계는 액화에 의해 생기게 되는 상등액을 기본 처리시설에 반송하는 단계이다. 본 단계에서 상등액을 검수하여 조건을 만족하면 방출하며 조건을 만족하지 않으면 이를 상기 기본 처리시설에 반송함으로써 기본 처리시설에서 재차 처리되거나 기본 처리시설의 과정을 밟도록 할 수 있다. 상등액의 상태는 공급받는 슬러지의 출처나, 기본 처리시설의 상황 등을 참조하면 어느 정도 경험적으로 짐작할 수 있다. 그러나 각종 수질측정기를 사용함으로써 명확하게 수질을 측정하고 이 측정 결과에 따라 반송 여부를 결정하면 된다. 이하, 도 1을 참조하여 본 발명에서 슬러지 구체적인 반송방법을 설명한다.

본 발명에서의 피처리물의 반송은, 반송기준에 맞는 경우 유량조절조(310), 1차 폭기조(320), 2차 폭기조(340)중 어느 한곳 이상으로 반송하며 기본 처리시설(300)과 처리방법에 따라 반송지점 및 반송비율을 달리할 수 있다.

1차 침전조(330) 및 2차 침전조(350)에서 배출되는 피처리물은 공급관(101)을 통해 슬러지액화처리부(100)에 공급되어 집중적으로 처리될 수 있다. 도시된 바에 의하면 슬러지액화처리부(100)에서 처리된 슬러지는 반송관(102)을 통해 유량조절조(310), 1차 폭기조(320) 및 2차 폭기조(340)에 각각 반송되고 있다.

이와 같이 본 발명은 기존의 각 산업설비에 설치되어 있는 기본 처리시설을 재활용함으로써 슬러지를 처리하는데 필요한 장치의 설비비용, 운전비용 및 용적비용을 대폭 절감시키는 것을 핵심으로 하고 있다.

한편, 제2단계는 상기 공급받은 슬러지의 농도에 따라 다른 방법으로 액화할 수 있다. 더 나아가 제2단계는 혐기성 세균을 이용한 혐기성 분해와 호기성 세균을 이용한 호기성 분해를 모두 이용하는 것일 수 있다. 또한 제2단계를 통해 발생되는 슬러지를 액화하는 제4단계를 더 포함할 수 있다. 제4단계는 제2단계의 과정중에 부속적으로 포함되어 있는 과정일 수 있다. 4단계까지 거치게 되면, 기본 처리시설로부터는 슬러지가 전혀 배출되지 아니하게 된다. 즉 정화된 물만 기본 처리시설로 반송되거나 필요에 따라서는 직접 외부로 방출되게 된다.

참고로 본 발명에서 적용된 미생물제제의 슬러지 분해원리는 아래와 같다. 호기성 분해는 호기성 세균에 의한 미생물학적 분해를 일컬으며, 혐기성 분해는 혐기성 세균에 의한 미생물학적 분해를 일컫는다. 본 발명의 설명에 있어서, '분해'라 함은 산화/환원과 같은 화학적 작용이나, 호흡/소화와 같은 신진대사와 관련한 생물적 작용을 모두 일컫는 용어로 사용된다.

본 발명에서 사용되는 미생물제제는 미생물제제로서 시중에서 유통되는 것을 구입하여 사용할 수 있다. 또한 다양한 기능을 수행하는 여러 종의 세균으로 구성된 미생물제제이다. 본 발명에서의 미생물제제는 예를 들어, 구균(coccus), 간균(bacillus), 나선균(spirilla)을 기본적으로 포함할 수 있다.

미생물제제를 구성하는 성분 미생물에 관하여 좀더 구체적으로 설명한다. 성분 미생물의 영양소 섭취형태는 세포외부로부터 영양소를 흡수하는 방식(exocellular Type)이 대부분이며, 미생물체 외부에 용해되어 있는 가용성 물질들을 세포벽을 통해 흡수하여 영양소로 이용한다. 또한 동물상으로서 포식작용(ingestion, predation)에 의해서도 영양소를 흡수한다. 성분 미생물은 성장을 위하여 산소를 요구하지 않고 유산소 조건에서는 사멸하는 편성혐기성과, 통성혐기 상태에서만 성장하는 통성혐기성 미생물들도 포함되며, 나아가 절대호기성균과 통성호기성균이 다양한 형태로 혼합된 것일 수도 있다.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 슬러지 처리장치를 설명한다. 본 발명의 슬러지 처리장치는 기본적으로 미생물제제에 의한 생물학적 원리를 이용하며 이하 단지 '처리장치'라 칭한다. 처리장치는 위에서 설명된 방법을 실행하기 위한 것으로서 도 1의 슬러지액화처리부(100)가 핵심적 구성요소이다.

처리장치는 산업설비에서 배출되는 원폐수를 1차적으로 처리한 다음 농축된 상태로 배출되는 고농도 슬러지를 생물학적인 방법으로 처리하여 액상으로 만든 다음 이를 기존 처리시설에 반송하기 위한 장치이다. 이하에서는 고농도 슬러지를 '피처리물'이라 한다.

본 발명의 슬러지액화처리부(100)는 1개 또는 2개 이상의 단위처리부로 구성될 수 있다. 예를 들어 단위처리부는 슬러지의 분해를 주된 목적으로 하는 제1처리부(100-1), 둘째는 슬러지의 활성화를 주된 목적으로 하는 제2처리부(100-2)이고, 셋째는 집중적 혐기분해를 주된 목적으로 하는 제2처리부(100-3)가 될 수 있다. 이들 단위처리부는 각 처리조(200,200',200")를 중심으로 한 공기공급부(103) 및 미생물공급부(104)중 어느 하나 이상을 포함하고 있다. 한편 피처리물의 오염도를 기준으로 2개 이상의 단위처리부가 조합되어 설치될 수도 있는데 이는 후술한다.

처리조(200,200',200")가 원통으로 된 경우에는 직경(D)이, 사각통의 경우에는 한변의 길이가 전체 높이(L) 이하가 되도록 함이 바람직하다. 다만 처리조(200)는 원통으로 되어 있는 것이 일반적이며, 이 경우 직경(D)에 비해 높이(L)가 큰 것이 더 바람직한데, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 직경(D)과 높이(L)의 비율이 D : L = 1 : 5 ~ 9 이 좋다. 이것은 처리조(200,200',200")의 저부의 압력을 높게 유지시킴으로써 혐기성 분해가 잘 일어나도록 하기 위함이다. 다른 도면상의 처리조(200',200")도 내용이 같다.

이하 도 2를 참조하여 제1처리부(100-1)를 설명한다. 제1처리부(100-1)는 제1처리부(100-1)는 혐기적 분위기를 조성하기 위한 것을 주된 목적으로 한다.

직립 설치되는 제1처리조(200)는 슬러지(S)의 혼합을 위한 슬러지혼합장치(210)를 포함할 수 있다. 슬러지혼합장치(210)의 역할은 혐기와 호기를 분해를 원활하게 하고 부패를 방지하기 위한 장치이다. 슬러지혼합장치(210)는 미도시된 구동모터에 의해 회전되는 것으로서 중심회전축(211)과 회전축의 하단부에 설치되는 임펠러(212)를 포함할 수 있다. 임펠러(212)는 도시된 것처럼 제1처리조(200)의 바닥에 인접하도록 설치되는 것이 좋다.

이하, 도 3을 참조하여 제2처리부(100-2)를 설명한다. 도 1과 동일한 도면부호는 제1처리부(100-1)에 대한 위의 설명내용을 참조하면 된다. 제2처리부(100-2)는 슬러지의 활성화를 주된 목적으로 한다.

제2처리부(100-2)의 처리조(200)에는 산기관(220)이 제2처리조(200')의 측벽을 관통하여 설치될 수 있다. 공기공급부(103)는 제2처리조(200') 내부의 벽면을 따라 연장되는 공기공급관(221)을 거처 산기관(220)으로부터 공기가 분출되도록 한다. 산기관(220)은 처리조의 바닥에 인접하게 설치되는 링 형태의 관체일 수 있으며, 산기관(220)의 연장방향을 따라 다수의 공기분출공(222)이 상방향을 향해 타공되어 있다. 제2처리부(100-2)는 제2처리조(200') 전체에 걸쳐 공기가 공급되도록 하는 것으로서 호기성 분해를 주된 목적으로 하고 있다. 산기관(220)은 다공성 부재가 사용될 수도 있다.

이하, 도 4를 참조하여 제3처리부(100-3)를 설명한다. 제3처리부(100-3)는 슬러지를 분해하는 것을 주된 목적으로 한다. 따라서 혐기분해와 호기분해가 동시에 일어날 수 있도록 하는 구조를 갖추고 있다.

순환관(230)이 일단은 제3처리조(200")의 바닥판에 연결되고 타단은 제3처리조(200")의 측벽 상측에 연결된다. 순환관(230)에는 순환펌프(231)와 밸브(232)가 각각 설치될 수 있다. 순환관(230)은 제3처리조(200")의 하부에 있는 슬러지를 상측으로 공급하여 혐기분해와 호기분해가 교번하여 이루어지도록 하기 위한 수단이다. 순환관(230)은 제3처리조(200")에서 미처 처리되지 않고 침전되는 슬러지를 수거하여 처리조의 상측인 슬러지 도입단으로 공급함으로써 슬러지가 연속적으로 제3처리조(200")를 순환하도록 할 수 있다.

도 2 내지 도 3과 동일한 도면부호는 제1,2처리부(100-1, 100-2)에 대한 위의 설명내용을 참조하면 된다. 제3처리부(100-3)의 제3처리조(200")에는 슬러치혼합장치(210), 산기관(220) 및 순환관(230)이 모두 설치된다. 제3처리부(100-3)는 제1,2처리부(100-1, 100-2)가 병합된 형태를 가진다.

언급한 바와 같이 본 발명의 슬러지 처리장치는 슬러지의 농도별로 처리과정을 달리하고 있다. 이는 경제성과 작업의 효율성을 위한 것이다. 예를 들어 슬러지의 오염농도에 따라서 저농도, 중농도, 고농도 분류하여 슬러지액화처리부를 아래와 같이 구성한다.

오염농도 및 장치의 구성

구분	장치의 구성	비고
저농도 (COD 500이하)	제3처리부	슬러지분해조
중농도 (COD 500~1,500)	제1처리부, 제2처리부	슬러지활성화조, 혐기조
고농도 (COD 1,500이상)	제2처리부, 제3처리부	슬러지활성화조, 슬러지분해조

이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여 농도별로 차별화된 처리장치를 나누어 설명한다.

우선 도 5를 참조하여 저농도(COD 500이하) 슬러지의 슬러지액화처리부(100, 이하, 단지 '액화처리부'라 한다)를 설명한다. 본 액화처리부(100)의 특징은 처리조(200) 자체에서 호기분해와 혐기분해가 연속적으로 진행되면서 슬러지를 액화할 수 있도록 제3처리부(100-3) 하나만을 이용하고 있다는 것이다. 공기공급량과 미생물제제의 공급량은 필요에 따라 조정될 수 있다. 처리용량과 처리시간은 다음표와 같다. 본 실시예에서의 처리용량과 시간은 다음 표와 같다.

처리용량과 시간

단계	처리용량 (용적비율, %)	처리시간(day)
피처리물 공급량	100	-
제3처리부(100-3)	120 ~ 200	1.2 ~ 2.0

한편, 미생물제제의 총투입량은 피처리물의 유입량의 1 ~ 2%(중량)을 표준으로 하며 제3처리부(100-3)의 처리조(200)에 투입된다. 본 실시예서의 침전물 관리표준은 다음 표와 같다.

본 실시예서의 침전물 관리표준

구분	MLSS	SV(30min)	DO
제3처리부(100-3)	3,000 이상	30 ~ 95	0.7 ~ 5.0

여기서 MLSS(mixed liquor suspended solid)는 활성 오니법에서 폭기조내 혼합액의 평균 부유물 농도(㎎/ℓ)를 말하며, DO는 용존산소량(DO, dissolved oxygen , 단위 : ppm)을 의미한다.

이하, 도 6을 참조하여 중농도(COD 500 ~ 1,500이하) 슬러지를 처리하기 위한 슬러지 처리장치를 설명한다. 본 실시예에 의하면 액화처리부(100)는 제1,2처리부(100-1, 100-2)가 병렬적으로 연결되는 구성을 가진다. 피처리물은 우선적으로 제2처리부(100-2)로 공급되며, 제2처리부로부터 배출되는 슬러지는 제1처리부(100-1)로 공급된다. 제1처리부(100-1)의 상등액은 기본 처리시설(300)로 반송된다.

본 실시예는 이러한 기본적 구성요소에 더하여 제1처리부(100-1)에서 미처 처리되지 않고 침전되는 슬러지를 수거하여 제2처리부(100-2)의 도입단으로 공급하여 슬러지로 하여금 연속적으로 순환하도록 하는 순환관(230')을 포함한다.

제2처리부(100-2)는 호기성 세균을 이용한 유산소 상태에서의 호기분해가 일어나며, 제1처리부(100-1)에서는 혐기성 세균을 이용한 무산소 상태에서의 혐기분해가 진행되도록 한다. 액화되지 않은 슬러지는 순환관(230')을 통하여 제1처리부(100-1)와 제2처리부(100-2)를 순환하며 액화된다.

슬러지활성화조(210)의 공기공급량과 미생물제제의 공급량은 필요에 따라 조정될 수 있다. 본 실시예에서의 처리용량과 시간은 다음 표와 같다.

처리용량과 시간

단계	처리용량 (용적비율, %)	처리시간(day)
피처리물 공급량	100	-
제2처리부(100-2)	30 ~ 300	0.3 ~ 3.0
제1처리부(100-1)	30 ~ 300	0.3 ~ 3.0

한편, 미생물제제의 총투입량은 피처리물의 유입량의 1 ~ 2.5%(중량)를 표준으로 하며 슬러지활성화조(210)에 투입된다. 본 실시예서의 침전물 관리표준은 다음 표와 같다.

본 실시예서의 침전물 관리표준

구분	MLSS	SV(30min)	DO
제2처리부(100-2)	3,000 이상	30 ~ 95	0.7 ~ 8.0
제1처리부(100-1)	3,000 이상	30 ~ 95	0.7 ~ 8.0

여기서 MLSS(mixed liquor suspended solid)는 활성 오니법에서 폭기조내 혼합액의 평균 부유물 농도(㎎/ℓ)를 말하며 DO는 용존산소량(DO, dissolved oxygen , 단위 : ppm)을 의미한다.

이하, 도 7을 참조하여 고농도(COD 1,500이상) 슬러지의 슬러지처리장치를 설명한다.

본 실시예에 의하면 액화처리부(100)는 제2,3처리부(100-2, 100-3)가 병렬적으로 연결되는 구성을 가진다. 피처리물은 우선적으로 제2처리부(100-2)로 공급되며, 제2처리부(100-2)로부터 배출되는 슬러지는 제3처리부(100-3)로 공급된다. 제3처리부(100-3)의 상등액은 기본 처리시설(300)로 반송된다. 공기공급부(103)와 미생물공급부(104)는 제2,3처리부(100-2,100-3)의 각 처리조(200', 200")에 모두 공기와 미생물을 공급한다.

제2처리부(100-2)는 호기성 세균을 이용한 유산소 상태에서의 호기분해가 일어나며 제3처리부(100-3)에서는 호기 및 혐기 분해가 자체적으로 진행되도록 한다. 본 실시예는 이러한 기본적 구성요소에 더하여 제3처리부(100-3)에서 미처 처리되지 않고 침전되는 슬러지를 수거하여 제2처리부(100-2)의 도입단으로 공급하여 슬러지가 하여금 연속적으로 순환하도록 하는 순환관(230")을 포함한다. 액화되지 않은 슬러지는 순환관(230")을 통하여 제2처리부(100-2)와 제3처리부(100-3)를 순환하며 액화되도록 한다.

본 실시예에서 공기공급량과 미생물제제의 공급량은 필요에 따라 다음 표와 같이 조정될 수 있다.

처리용량과 시간

단계	처리용량 (용적비율, %)	처리시간(day)
피처리물 공급량	100	-
제2처리부(100-2)	30 ~ 300	0.3 ~ 3.0
제3처리부(100-3)	30 ~ 300	0.3 ~ 3.0

한편, 미생물제제의 총투입량은 피처리물의 유입량의 1.5 ~ 3.0% (중량)를 표준으로 하며, 투입비율은 제2처리부(100-2)가 75%, 제3처리부(100-3)가 25%를 차지하도록 투입한다. 본 실시예에서의 침전물 관리표준은 다음 표와 같을 수 있다.

본 실시예에서의 침전물 관리표준

구분	MLSS	SV(30min)	DO
제2처리부(100-2)	3,000 이상	30 ~ 90	0.7 ~ 8.0
제3처리부(100-3)	3,000 이상	30 ~ 90	0.7 ~ 8.0

위에 설명된 처리장치의 각 지점에는 피처리물의 화학적 특성을 계측하기 위한 각종의 센서가 설치될 수 있으며, 장치 및 절차의 제어부는 센서로부터 인가되는 신호를 기반으로 각 처리장치의 각 요소에 설치되어 있는 펌프, 밸브 등을 제어할 수 있다. 제어부의 구체적 제어방식은 법규정, 방류조건, 피처리물의 성분특성 등에 따라 얼마든지 조정될 수 있으므로 이러한 수치에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되어서는 아니된다.

결국 위에 도시 및 설명된 구성은 본 발명의 기술적 사상에 근거한 바람직한 실시예에 지나지 아니한다. 당업자는 통상의 기술적 상식을 바탕으로 다양한 변경실시를 할 수 있을 것이지만 이는 본 발명의 보호범위에 포함될 수 있음을 주지해야 할 것이다.

100 : 슬러지액화처리부 100-1 : 제1처리부
100-2 : 제2처리부 100-3 : 제3처리부
101 : 피처리물 공급관 102 : 반송관
103 : 공기 공급부 104 : 미생물 공급부
200,200',200" : 처리조 210 : 슬러지 혼합장치
211 : 중심회전축 212 : 임펠러
220 : 산기관 221 : 공기공급관
222 : 공기분출공 230,230',230" : 순환관
231 : 순환펌프 232 : 순환밸브
300 : 기본 처리시설 310 : 유량조절조
320 : 1차 폭기조 330 : 1차 침전조
340 : 2차 폭기조 350 : 2차 침전조

Claims

원폐수를 정화하기 위해 산업설비 또는 하수종말처리장에 설치되는 기본 처리시설에서 원폐수를 처리함으로써 농축된 상태로 배출되는 슬러지를 액화 처리하기 위한 방법에 있어서,
상기 슬러지를 공급받는 제1단계; 공급받은 슬러지를 생물학적 수단에 의해 액화하는 제2단계; 액화에 의해 생기게 되는 상등액을 상기 기본 처리시설에 반송하는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 생물학적 수단을 이용한 슬러지의 액화처리방법.
제1항에 있어서;
상기 제2단계는 혐기성 세균을 이용한 혐기성 분해와 호기성 세균을 이용한 호기성 분해를 모두 이용하며;
상기 제2단계를 통해 발생되는 슬러지를 액화하는 제4단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생물학적 수단을 이용한 슬러지의 액화처리방법.
삭제
원폐수를 정화하기 위해 산업설비 또는 하수종말처리장에 설치되는 기본 처리시설에서 원폐수를 처리함으로써 농축된 상태로 배출되는 슬러지를 액화 처리하기 위한 슬러지 처리장치에 있어서;
상기 슬러지를 공급하는 슬러지 공급부; 공급되는 슬러지를 미생물제제를 이용하여 분해 처리하는 슬러지액화처리부; 상기 슬러지액화처리부의 말단에서 발생되는 상등액을 수거하여 상기 기본 처리시설로 배출하는 반송관; 상기 슬러지액화처리부에서 미처 처리되지 않고 침전되는 슬러지를 수거하여 상기 슬러지액화처리부의 유입단으로 공급하여 상기 슬러지액화처리부를 순환하도록 하는 순환관을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지 처리장치.
제4항에 있어서, 상기 슬러지액화처리부(100)는 1개 이상의 단위처리부로 구성되되, 상기 단위처리부는 다음의 제1,2,3처리부(100-1,100-2,100-3)중 어느 하나 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 슬러지 처리장치.
① 제1처리부 (100-1)
직립 설치되는 원통 형상의 제1처리조(200); 임펠러(212)를 회전시킴으로써 슬러지(S)를 혼합시키는 것으로서 슬러지(S)의 혼합을 위해 상기 제1처리조(200) 내부에 설치되는 슬러지혼합장치(210);를 포함함.
② 제2처리부(100-2)
직립 설치되는 원통 형상의 제2처리조(200');
상기 제2처리조(200')에 공기를 공급하기 위한 것으로서, 공기공급관을 통해 상기 제2처리조(200')의 하부에 설치되며 연장방향을 따라 다수의 공기분출공(222)이 타공되어 있는 산기관(220);을 포함함.
③ 제3처리부(100-3)
직립 설치되는 원통 형상의 제3처리조(200");
임펠러(212)를 회전시킴으로써 슬러지(S)를 혼합시키는 것으로서 슬러지(S)의 혼합을 위해 상기 제3처리조(200") 내부에 설치되는 슬러지혼합장치(210);
상기 제3처리조(200")에 공기를 공급하기 위한 것으로서, 공기공급관을 통해 상기 제3처리조(200")의 하부에 설치되며 연장방향을 따라 다수의 공기분출공(222)이 타공되어 있는 산기관(220);
일단은 상기 제3처리조(200")의 바닥판에 연결되고 타단은 상기 제3처리조(200")의 측벽 상측에 연결된 순환관(230);을 포함함.