KR101273088B1 - Treatment system of food waste leachate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 음식물 쓰레기 탈리여액 처리시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음식물 쓰레기 탈리여액내 유분 및 고형물을 효과적으로 제거할 뿐만 아니라, 약품투입량이 적게 하면서도 슬러지 발생량을 최소화하고, 운영비 및 에너지 소비를 현저히 절감할 뿐 아니라, 폐기물을 자원화 및 에너지화 하여 동절기 하절기의 에너지난 해결에 일조하며 또한 2차 환경오염 문제를 줄일 수 있는 음식물 쓰레기 탈리여액 처리시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a food waste desorption filtrate treatment system, and more particularly, to effectively remove oil and solids in the food waste desorption filtrate, and to minimize the amount of sludge while reducing the amount of chemical input, significantly reducing the operating cost and energy consumption. In addition, the present invention relates to a food waste desorption filtrate treatment system that can help to solve the energy shortage in the summer season by recycling and energyizing wastes and reducing secondary environmental pollution problems.
음식물 쓰레기 탈수과정에서 배출되는 탈리여액은 수분, 부유 고형분, 유분으로 구성되어 있다. 유분은 에멀젼 상태로 안정되게 수층에 존재하며 부유 고형분은 미세한 입자로 분산되어 있으므로 통상적인 방법으로 탈리액으로 부터 유분 및 부유 고형분을 분리하기가 어렵다.The desorption filtrate discharged during food waste dehydration is composed of water, suspended solids and oil. The oil is stably present in the aqueous layer in an emulsion state, and the suspended solids are dispersed in fine particles, so it is difficult to separate the oil and suspended solids from the desorption liquid in a conventional manner.
현재까지 음식물 쓰레기의 처리방법으로는 다음과 같은 다양한 방법들이 알려져 있다.To date, various methods of treating food waste are known as follows.
첫째, 땅속에 직매립을 할 수 있으나 악취 및 지하수 오염의 문제로 금지되어 있다.First, it can be buried directly in the ground, but it is forbidden due to bad smell and groundwater pollution.
두 번째로 고온으로 살균을 하여 동물의 사료로 활용을 할 수 있으나, 이 방법은 악취가 심하고, 사료로서 영양가치가 떨어지며, 수요처가 적고, 고온의 연료비 및 응축수 처리 문제로 수도권에서는 실효성이 낮다.Secondly, sterilization at high temperature can be used as feed for animals, but this method is bad in odor, low in nutrient value as feed, low in demand, and low in metropolitan area due to high fuel cost and condensate treatment.
세 번째로 음식물쓰레기를 부숙제와 혼합하여 퇴비화 하는 방법으로, 이 방법도 악취가 심할 뿐만 아니라, 염분 및 유분으로 인하여 부숙이 잘 일어나지 않는 문제점 및 농지의 염분 축척, 살포 농지 부족 등의 문제로 수도권에서 실효성이 낮다.The third method is composting by mixing food waste with a deodorant, and this method is not only bad smell, but also the problem of poor housing due to salt and oil, salt accumulation of farmland, lack of spray farmland, etc. Low effectiveness at
네 번째로 고액분리를 하여 탈수슬러지는 소각하고 탈리여액은 하수처리장에 유입하는 방법이다. 이 처리방법도 악취 문제를 해결해야 하며, 소각로 및 하수처리장의 증설이 있어야 하고, 하수처리장의 총인(T-P), 총질소(T-N) 처리 공법에 대한 재검토도 있어야 되며, 장기적으로 추가 시설 투자가 이루어져야 한다.Fourth, dehydration sludge is incinerated by solid-liquid separation, and delying filtrate is introduced into sewage treatment plant. This treatment method should solve the odor problem, increase the incinerator and sewage treatment plant, review the total phosphorus (TP) and total nitrogen (TN) treatment methods of the sewage treatment plant, and invest in additional facilities in the long term. do.
다음으로 고액분리를 하여 탈수슬러지는 퇴비화를 하고 탈리여액은 별도 처리하는 방법이다. 탈수슬러지의 퇴비화에서 염분이나 유분은 대부분 탈리여액으로 빠져 나가기 때문에 염분축척 및 공정의 부숙 문제를 해결 할 수 있고, 탈수슬러지의 양도 20~40%로 줄기 때문에 도심권 외각으로 이전을 하면, 살포 농경지의 확보나 악취 민원을 줄일 수 있다. 또한 폐기물을 자원화 하기 때문에 매우 경제적이다. 그러나 탈리여액의 처리에서 있어서 그 동안 해양투기로 처분이 가능하였지만, 차후 해양투기 금지가 확정되어 이의 처리가 시급한 과제이다.Next, the dehydration sludge is composted by solid-liquid separation and the desorption filtrate is treated separately. In the composting of dehydrated sludge, most of the salinity and oil are drained into the desorption filtrate, which can solve the problem of salt accumulation and process erosion, and the amount of dewatered sludge is reduced to 20-40%. It can reduce the number of complaints or odors. It is also very economical because it recycles waste. However, in the treatment of the tallying filtrate, it has been possible to dispose of it as marine dumping, but the prohibition of the dumping of the ocean is decided in the future, so the treatment is urgent.
음식물 쓰레기 탈리여액의 수질 성상을 보면, 총고형물(TS) 농도 8만~15만 mg/ℓ, CODcr 농도 10만~25만 mg/ℓ, BOD 농도 5만~10만 mg/ℓ, 총질소(T-N) 농도 2천~4천 mg/ℓ, 염분농도 8천~1만 mg/ℓ, 총인(T-P) 농도 600~800 mg/ℓ, 유분 농도 0.5만~1.5만 mg/ℓ로 매우 높은 편이다. 또한, 수거 과정에서 산발효가 일어나 pH 농도가 3.0~4.0으로 매우 낮은 특징이 있다. 이는 하수의 500~2000배가 높은 농도이기 때문에, 전처리 공정에서 이들의 농도를 낮추고 중화를 하지 않으면 처리비용 및 부지면적이 커지고, 처리효율은 낮아지는 문제가 야기된다.If you look at the water quality of the food waste stripping filtrate, total solids (TS) concentration of 80,000 to 150,000 mg / ℓ, CODcr concentration of 100,000 to 250,000 mg / ℓ, BOD concentration of 50,000 to 100,000 mg / ℓ, total nitrogen ( TN) concentration is 2,000 ~ 4,000 mg / ℓ, salt concentration is 8,000 ~ 10,000 mg / ℓ, total phosphorus (TP) concentration is 600 ~ 800 mg / ℓ, oil concentration is 0.5 ~ 1.50,000 mg / ℓ. . In addition, acid fermentation occurs during the collection process is characterized by a very low pH concentration of 3.0 ~ 4.0. Since 500 to 2000 times the concentration of sewage is high, if the concentration is not reduced and neutralized in the pretreatment process, the treatment cost and the area are increased, and the treatment efficiency is lowered.
또, 음식물 쓰레기 탈리여액의 경우 고농도의 고형물이 포함되어 있기 때문에 이를 분리해서 탈수를 해야 하지만 화학약품과 잘 반응하지 않고, 응집되어 발생하는 슬러지도 매우 많다.In addition, the food waste desorption filtrate contains a high concentration of solids, so it must be separated and dehydrated, but it does not react well with chemicals, and there is a lot of sludge generated by aggregation.
이렇게 다량으로 발생된 슬러지는 지하수 오염 문제 때문에 매립을 하지 못하고 퇴비화를 하거나, 소각로로 이송하여 소각을 하게 된다. 그러나 이 슬러지는 염분농도와 함수율이 높고 동식물 유지방의 농도도 높아서, 퇴비화 및 소각에 많은 문제점을 일으키고 있다.The sludge generated in such a large amount is composted without landfill due to groundwater contamination problems, or transferred to an incinerator for incineration. However, the sludge has high salinity, high water content, and high concentrations of animal and vegetable fats and oils, causing many problems in composting and incineration.
따라서, 경제적인 측면이나 환경보호적인 측면에서 음식물 쓰레기 탈리여액의 처리과정에서 슬러지의 발생량을 줄이는 것이 절실하게 요구된다.
Therefore, it is urgently required to reduce the amount of sludge generated in the process of food waste removal filtrate in terms of economics or environmental protection.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술이 가지는 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 음식물 쓰레기 탈리여액내 유분 및 고형물을 효과적으로 제거할 뿐만 아니라, 약품투입량이 적게 하면서도 슬러지 발생량을 최소화하고, 운영비 및 에너지 소비를 현저히 절감할 뿐 아니라, 폐기물을 자원화 및 에너지화 하여 동절기 하절기의 에너지난 해결에 일조하며 또한 2차 환경오염 문제를 줄일 수 있는 음식물 쓰레기 탈리여액 처리시스템을 제공함에 있다.
The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, the purpose is to effectively remove the oil and solids in the food waste desorption filtrate, to minimize the amount of sludge, while reducing the amount of chemical input, operating costs In addition to significantly reducing energy consumption, it is also to provide a food waste removal filtrate treatment system that can help to solve the energy shortage in the summer season by recycling and energyizing wastes and reducing secondary environmental pollution.
상기한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제는 다음과 같은 수단에 의해 달성되어진다.The technical problem of the present invention as described above is achieved by the following means.
(1) 음식물 쓰레기 탈리여액에 열을 가하여 슬러지를 가용화하는 열가용화장치; 상기 열가용화 장치에 필요한 열을 공급하는 보일러; 상기 열가용화장치에서 배출되는 고온의 처리수와 열가용화장치로 유입되는 저온의 처리수 사이에서 열을 교환하는 열교환기; 상기 열가용화장치에서 열가용화 처리된 처리수의 유분 내지 고형분을 포함하는 응집물을 부상시켜 제거하는 가압부상조; 및 상기 가압부상조에서 배출된 처리수를 메탄발효하는 혐기성소화조를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 탈리여액 처리시스템.
(1) a heat solubilizing apparatus for solubilizing sludge by applying heat to the food waste detachment filtrate; A boiler for supplying heat required for the heat solubilizing device; A heat exchanger for exchanging heat between the high temperature treated water discharged from the heat solubilizer and the low temperature treated water flowing into the heat solubilizer; A pressurized floatation tank for floating and removing the aggregates containing oil to solids of the heat-solubilized treated water in the heat solubilization device; And an anaerobic digestion tank for methane fermenting the treated water discharged from the pressurized floatation tank.
(2) 제 1항에 있어서,(2) The method according to claim 1,
탈리여액을 고액분리하는 고액분리기; 및 고액분리기에서 분리된 처리수를 중화처리하는 중화장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 탈리여액 처리시스템.
High-volume decontamination of the tally filtrate; And a neutralizing device for neutralizing the treated water separated by the solid-liquid separator.
(3) 제 1항에 있어서,(3) The method according to claim 1,
열가용화장치는 중성영역의 pH에서 열가용화를 수행하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 탈리여액 처리시스템.
Thermal solubilization apparatus is a food waste desorption filtrate treatment system characterized in that the thermal solubilization at a pH of the neutral region.
(4) 제 1항에 있어서, (4) The method according to 1,
열가용화장치는 pH 6~7에서 열가용화를 수행하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 탈리여액 처리시스템.
Thermal solubilizer is a food waste desorption filtrate treatment system, characterized in that the thermal solubilization at pH 6-7.
(5) 제 1항에 있어서, (5) The method according to claim 1,
열가용화장치는 압력 18~22 kg/㎠, 온도 180~200℃에서 열가용화를 수행하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 탈리여액 처리시스템.
Thermal solubilizer is a food waste desorption filtrate treatment system characterized in that the thermal solubilization is performed at a pressure of 18 ~ 22 kg / ㎠, temperature 180 ~ 200 ℃.
(6) 제 1항에 있어서,(6) The method according to 1,
보일러에서 공급되는 열매체의 온도는 200~250℃인 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 탈리여액 처리시스템.
The temperature of the heat medium supplied from the boiler is a food waste desorption filtrate treatment system, characterized in that 200 ~ 250 ℃.
(7) 제 1항에 있어서,(7) The method according to 1,
열가용화장치와 가압부상조 사이에 무기응집제, 가성소다, 및 폴리머를 투입하여 응집처리하는 응집반응조가 더 설치된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 탈리여액 처리시스템.
A food waste desorption filtrate treatment system, characterized in that a coagulation reaction tank is further installed between the thermal solubilizer and the pressure flotation tank to add an inorganic coagulant, a caustic soda, and a polymer.
(8) 제 1항에 있어서,(8) The method according to 1,
가압부상조에 3~5 kg/㎠의 압력의 공기를 투입하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 탈리여액 처리시스템.
Food waste desorption filtrate treatment system, characterized in that the air pressure of 3 ~ 5 kg / ㎠ injecting the pressure flotation tank.
(9) 제 1항에 있어서,(9) The method according to 1,
고액분리기에서 0.1mm 이상인 입자를 분쇄하는 분쇄기가 더 설치된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 탈리여액 처리시스템.
Food waste desorption filtrate processing system, characterized in that the pulverizer is further installed to grind particles larger than 0.1mm in the solid-liquid separator.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 음식물 쓰레기 탈리여액내 유분 및 고형물을 효과적으로 제거할 뿐만 아니라, 약품투입량이 적게 하면서도 슬러지 발생량을 최소화하고, 운영비 및 에너지 소비를 현저히 절감할 뿐 아니라, 폐기물을 자원화하고 또한 2차 환경오염 문제를 줄여준다.
According to the present invention as described above, not only effectively remove the oil and solids in the food waste desorption filtrate, but also reduce the amount of chemical input while reducing the amount of sludge, significantly reducing the operating cost and energy consumption, and also to waste resources Reduce secondary pollution problems.
도 1은 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 탈리여액 처리시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열가용화장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 응집반응조의 구성도이다.1 is a block diagram of a food waste desorption filtrate treatment system according to the present invention.
2 is a block diagram of a heat solubilizer according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of an agglomeration reaction tank according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 음식물 쓰레기 탈리여액에 열을 가하여 슬러지를 가용화하는 열가용화장치; 상기 열가용화 장치에 필요한 열을 공급하는 보일러; 상기 열가용화장치에서 배출되는 고온의 처리수와 열가용화장치로 유입되는 저온의 처리수 사이에서 열을 교환하는 열교환기; 상기 열가용화장치에서 열가용화 처리된 처리수의 유분 내지 고형분을 포함하는 응집물을 부상시켜 제거하는 가압부상조; 및 상기 가압부상조에서 배출된 처리수를 메탄발효하는 혐기성소화조를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 탈리여액 처리시스템을 제공한다.
The present invention provides a heat solubilizing apparatus for solubilizing sludge by applying heat to a food waste detachment filtrate; A boiler for supplying heat required for the heat solubilizing device; A heat exchanger for exchanging heat between the high temperature treated water discharged from the heat solubilizer and the low temperature treated water flowing into the heat solubilizer; A pressurized floatation tank for floating and removing the aggregates containing oil to solids of the heat-solubilized treated water in the heat solubilization device; And an anaerobic digestion tank for methane fermenting the treated water discharged from the pressurized floatation tank.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 탈리여액 처리시스템에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the food waste removal filtrate treatment system according to the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 탈리여액 처리시스템의 구성도이다. 1 is a block diagram of a food waste removal filtrate treatment system according to the present invention.
상기 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 탈리여액 처리시스템은 탈리여액 저류조(10), 고액분리기(20), 분쇄기(30), 중화장치(40), 혼합장치(50), 열교환기(60), 열가용화장치(70), 보일러(80), 응집반응조(90), 가압부상조(100), 저류조(110), 혐기성 소화조(120)를 포함한다.As shown in Figure 1, the desorption filtrate treatment system according to the present invention, the desorption
수거된 음식물 쓰레기는 고형분과 탈리여액으로 먼저 분리한 다음, 탈리여액은 저류조(10)에 이송되어 저장된다.The collected food waste is first separated into solids and a stripping filtrate, and then the stripping filtrate is transferred to the
저류조(10)에 저장된 탈리여액은 고액분리기(20)에 이송되어 일정한 크기, 예를 들어, φ=1mm 이상의 고형분(미세 협잡물)를 분리한다.The desorption filtrate stored in the
고액분리기(20)는 바람직하게는 원통형의 내통과 걸러진 여액이 비산되는 것을 방지하는 외통으로 구성된다. 내통 안에는 분리된 협잡물을 배출시키는 스크레이퍼가 설치되어 있고, 내통은 200rpm, 스크레이퍼는 220rpm으로 회전하며, 그 회전 차에 의하여 협잡물을 배출한다. 내통의 몸체에는 φ=1mm 이하의 타공망이나 간극=1mm 이하의 웨지와이어로 꾸며진다. The solid-
상기 고액분리기(20)에서 분리된 고형분은 분쇄기(30)로 보내져 φ=1mm 미만으로 분쇄한 후 저류조(10)로 이송되도록 하는 것이 바람직하다.Solid content separated from the solid-
분쇄기(30)는 파쇄된 협잡물의 비산을 막아주는 몸체 안에 프로펠러 형태의 칼날이 장착되어 있으며, 이때 협잡물의 종류에 따라 칼날의 회전수는 1200~3600rpm으로 조절되어진다.The
상기 고액분리기(20)에서 분리된 처리수(이하, 각 구성단계를 거쳐 배출되는 폐수를 처리수로 부르기로 한다)는 통상적으로 pH가 3~5의 범위내에 있는 산성용액으로 중화장치(40)로 보내져 중화처리 되어 진다. The treated water separated from the solid-liquid separator 20 (hereinafter, the wastewater discharged through each constituent step will be referred to as treated water) is usually neutralized with an acidic solution having a pH in the range of 3 to 5. It is sent to and neutralized.
중화장치(40)는 사각통 형태의 반응기에 90~120rpm의 교반기가 설치되며, 중화제를 투입하기 위한 투입펌프 및 중화제 저장조가 설치되어진다. 바람직하게는 상기 중화장치(40)에서 배출되는 처리수의 pH는 6~7의 범위로 조정하며, 상기 범위내에서 최초 공급된 탈리여액의 처리효율은 50% 까지 상승하게 된다. 이를 위해 상기 중화장치(40)에 중화제량을 감지하고 조절하기 위한 pH 미터(미도시)가 장착되어질 수 있다. The
중화장치(40)에서 배출된 처리수는 혼합장치(50)로 유입되어 완전혼합을 유도하여, 후단의 열가용화장치(70)의 가용화 효율을 증대시킨다.The treated water discharged from the neutralizing
혼합장치(50)는 사각통 형태의 반응기에 90~120rpm의 교반기가 설치된다. 본 발명에서는 경우에 따라 혼합장치(50)를 생략하고 중화장치(40)를 바로 열교환기(60)에 연결시킬 수도 있다.The mixing
혼합장치(50)에서 배출된 처리수는 열교환기(60)로 유입된다. 열교환기(60)는 열가용화장치(70)에서 배출된 고온의 처리수와 열교환기로 유입되는 저온의 처리수간에 비접촉식으로 열교환을 수행한다. The treated water discharged from the mixing
열교환기(60)에서 처리수의 유입부에는 유량 및 압력을 제어하기 위하여 유량계 및 압력계가 설치되고, 열교환된 냉각된 처리수(열가용화수)의 토출부에는 압력제어용 압력계와 자동밸브가 설치된다.A flow meter and a pressure gauge are installed at the inlet of the treated water in the
상기 열교환기(60)에서 예비적으로 가열되어진 처리수는 열가용화장치(70)로 유입되어 보일러(80)로부터 비교적 적은 열원을 공급받더라도 열적가수분해반응을 효과적으로 수행할 수 있다.The treated water, which is preliminarily heated in the
이를 위해 보일러(80)는 열매체 보일러로서 몸체, 버너, 순환펌프, 열매체 팽창탱크, 열매유 차단 자동밸브, 연통, 열료 공급용 저장조, 및 제어시스템으로 구성되어진다. 바람직하게는 보일러(80)의 버너는 본 발명 시스템에서 생산되는 바이오 가스와 프로판 가스를 사용 할 수 있는 겸용버너를 사용한다. 열매체 공급온도는 200~250℃이고, 열가용화 장치의 온도에 따라 자동밸브가 작동되며, 공급압력은 1~3kg/㎠로 하는 것이 바람직하다. To this end, the
열가용화장치(70)는 도 2에 예시된 바와 같이, 내관(71)과, 외관(72) 및 선회류 유도부(73)를 포함하여 구성된다. As illustrated in FIG. 2, the
내관(71)은 일단부에 처리수 유입구(71a)가 형성되고, 타단부에 처리수 배출구(71b)가 형성된다. 이러한 내관(71)은 처리수 유입구(71a)를 통해 처리수가 유입되고, 처리수가 열적 가수분해되어 처리수 배출구(71b)를 통해 외부로 배출되는 것으로, 처리수가 열적 가수분해 될 수 있는 처리수의 반응공간을 제공하는 역할을 한다. The
외관(72)은 일단부 일측에 보일러(80)에서 공급되는 열매체가 투입되는 투입구(72a)가 형성되어 이를 통해 내부로 열매체가 투입되고, 타단부 일측에 형성되는 열매체 배출구(72b)를 통해 유입된 열매체가 외부로 배출되어 보일러(80)로 환류되어 순환된다. The exterior 72 is formed with an
여기서 외관(72)은 내부에 유입된 열매체에 의해 내관(71)을 가열하여 내관(71)에 유입된 처리수를 가열함으로써 처리수의 유동을 촉진하여 처리수를 열적가수분해를 촉진시키는 역할을 한다.Here, the
선회류 유도부(73)는 내관(71)의 내부에 설치되는 지지대(73a)와, 지지대(73a)의 외주면에 나선형으로 형성되는 선회류 유도깃(73b)을 포함하여 구성되며, 선회류 유도깃(73b)에 의해 내관(71)의 내부공간을 다수의 공간으로 구획하면서 처리수가 선회이동되도록 하는 역할을 한다. 이러한 선회류 유도깃(73b)은 내관(71) 내부로 유입되는 처리수가 선회이동할 수 있도록 처리수의 이동방향을 안내하는 역할을 한다.The swirl
상기와 같은 구조로 인해 처리수와 열매체와의 열교환 효율 즉, 열매체로부터 처리수로 전달되는 열전달 효율이 매우 크게 되어, 별도의 교반시설이 없어도 처리수의 교반이 원활하게 이루어져, 처리수와 같은 반응물의 침전 또는 침적을 방지할 수 있고 반응효율을 높일 수 있다.Due to the structure as described above, the heat exchange efficiency between the treated water and the heat medium, that is, the heat transfer efficiency transferred from the heat medium to the treated water is very large, so that the stirring of the treated water is performed smoothly without a separate stirring facility, and the reactant such as the treated water. Precipitation or deposition can be prevented and the reaction efficiency can be improved.
바람직하게는 상기 열가용화장치(70)는 압력 18~22 kg/㎠, 온도 180~200℃에서 열가용화를 수행하며, 이를 위해 보일러(80)에서 공급되는 열매체의 온도는 200~250℃로 하는 것이 좋다. 상기와 같은 조건하에서 열가용화장치(70)내에 추가적으로 반응 촉매와 산화제 등을 투입하지 않고서도 비교적 적은 열원만으로도 완벽하게 고형물의 가용화가 진행되어진다.Preferably, the
이를 위해 상기 열가용화장치(70)에는 유량, 온도, 압력을 감지하기 위한 센서, 압력조절을 위한 자동밸브, 및 이들을 제어하는 제어수단이 더 장착되어질 수 있다. To this end, the
열가용화장치(70)에서 배출된 처리수는 열교환기(60)를 거쳐 응집반응조(90)로 공급된다. 응집반응조(90)는 응집반응을 돕기 위해 교반수단(미도시) 및 응집제량을 감지하고 조절하는 pH 미터(미도시)가 장착되어지는 것이 바람직하다.The treated water discharged from the
응집반응조(90)는 처리수내 함유된 유분, 미세 고형분 등을 포함한 각종 입자를 응집시키기 위한 것으로 이를 위해 응집제 투입구를 통해 필요에 따라 무기응집제, 가성소다, 및 폴리머가 투입되어지도록 한다. 이때 응집제의 투입량은 pH 미터(미도시)를 이용하여 감지되고 조절되어질 수 있다.The
본 발명에서 응집반응조(90)는 바람직하게는 도 3에 도시한 바와 같은 파이프 반응기 형태의 것으로, 전단의 공급펌프(미도시)의 토출 구경과 같은 파이프(90a)를 다단으로 쌓아 올려서 교반효율 및 공간 활용도를 높일 수 있다.In the present invention, the
이때, 다단의 파이프(90a)를 쌓아 올리고 상하단의 파이프는 상하 파이프의 양단(90b1, 90b2)으로 이루어진 엘보(90b)로 연결한 다음 앞단(91)은 유입펌프, 후단(92)은 가압부상조(100)와 연결한다. 이 경우 바람직하게는 반응기의 앞 부분에는 투입구(미도시)를 설치하여 유기응집제를 투입할 수 있도록 한다. 파이프 반응기의 길이는 체류시간이 25~60sec가 되도록 설치하는 것이 바람직하다. At this time, the multi-stage pipe (90a) is stacked up and the pipes of the upper and lower ends are connected to the elbow (90b) consisting of both ends (90b 1 , 90b 2 ) of the upper and lower pipes, then the
이와 같이 다단의 파이프로 응집반응조(90)를 구현할 경우에는 별도의 교반기가 필요하지 않아 설비 및 운영비가 절감되고, 일반적인 응집반응에는 중화제 투입장치 및 무기응집제 투입장치가 필요하지만, 상기 형태의 응집반응조(90)에서는 공정의 특성상 이들의 장치가 없어도 후단의 가압부상조(100)에서 높은 고액분리 효율을 나타낼 수 있다.As such, when implementing the
응집반응조(90)에서 형성된 응집물 중 유분은 지방성분이 다량 함유되어 있어 무게가 가벼워 침전이 잘 이루어지지 않아 고액분리가 용이하지 않아, 본 발명에서는 응집반응조(90)의 후단에 가압부상조(100)를 설치한다.Oil in the aggregate formed in the
가압부상조(100)는 잔존하는 부유 고형물을 제거함으로서 후단의 혐기성소화조(120)의 방해요소를 제거하고, 소화효율을 높인다. 가압부상조(100)는 장방형의 사각통에 상부에는 스컴을 걷어내는 스크레이퍼를 설치하여 부유 고형물을 가압부상조의 후단으로 배출한다. 가압부상조(100)의 후단 하부에는 고압의 가압펌프를 설치하여 파이프 반응기 형태의 분배장치를 통해 앞단으로 처리수를 계속하여 순환시키며, 가압펌프 후단과 분배장치 중간에 고압의 공기(바람직하게는 3 kg/㎠ 이상)를 콤프레셔 등을 이용하여 주입하여 부상 효율을 높인다. 본 발명의 실시예에서 상기 스크레이퍼의 선속도는 1~3m/min이고, 가압펌프의 압력은 3~5 kg/㎠이며, 가압펌프의 순환율은 유입 유량의 50~100%로 운전하고, 수면적부하는 4~5㎥/㎡ㅇhr로 운전하는 것이 좋다. Pressurized floatation tank (100) to remove the remaining suspended solids to remove the obstructive elements of the
가압부상조(100)에서 배출된 처리수는 유분을 포함한 고형분이 거의 제거된 상태의 것으로, 일단 저류조(110)에 이송저장되고, 후단의 혐기성 소화조(120)로 이송된다.The treated water discharged from the
혐기성 소화조(120)에서는 처리수내 존재하는 유기물을 메탄발효를 이용하여 제거한다. 혐기성 소화조(120) 내에는 메탄발효균이 배양되며, 이들 균에 의해 처리수내 유기물은 분해되고, 이때 생성된 메탄가스는 외부로 배출되어진다.The
상기 혐기성 소화조(120)는 정사각기둥 형태의 통에 하부에는 유입 분배장치가 설치되고 상부에는 기액분리를 위한 GSS 장치가 설치된다. 이때 하부의 분배장치를 이용하여 유입수를 투입하고, 반송펌프를 설치하여 혐기성미생물의 활성도를 높일 수 있다. 상부의 GSS 장치는 사각 형태의 GAS-HOLDER를 설치하여 메탄가스의 비산을 막고 WAIR를 설치하여 처리수를 배출한다.The
바람직하게는 상기 혐기성 소화조(120)에서 배출되는 메탄가스는 가스 저장조(130)에 보관하여 공정에서 필요로 하는 에너지를 자체 조달하고, 남는 가스(대략 50~60% 정도)는 다양한 잉여가스 활용기기(140)를 통해 전기를 생산하거나, 연료용 가스로 활용하도록 한다.Preferably, the methane gas discharged from the
가스 저장조(130)는 돔 형태로서 생성된 메탄가스를 제습, 탈황, 저장의 공정을 거쳐서, 활용 목적에 따라 사용할 수 있도록 한다. 혐기성 소화조(120)에서 포집된 메탄가스는 제습장치, 탈황장치를 거쳐 일시적으로 가스 저장조(130)에 저장하였다가 가스 압축기를 이용하여 압축 저장로로 이송하여 활용 목적에 따라 사용한다. 이때 가스 중 일부는 열가용화 장치의 열매체 보일러(80)의 연료로 사용하고, 남는 잉여가스는 발전기를 설치하여 전기를 생산하거나 정제기를 설치하여 가스회사에 판매할 수 있다. 바람직하게는 돔형 및 압축 저장조는 HRT=6~8hr 크기로 설치하고, 발전기나 메탄가스 정제기는 생산량의 1~2hr 용량으로 내외로 설치한다. The
혐기성 소화조(120)에서 배출된 처리수는 이후 공정의 후단처리공정에 의해 처리되어진다. 상기와 같은 본 발명의 장치를 기술함에 있어서 각 장치간 처리수의 이송을 위해 펌프가 필요개소에 필요한 수만큼 장착되어질 수 있고, 이러한 구성은 당업계에 자명한 것으로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
The treated water discharged from the
상기와 같이 본 발명에 따른 시스템을 이용할 경우 열교환 효율을 극대화하여 음식물 쓰레기 탈리여액에 포함된 미세고형물(협잡물) 및 슬러지가 시스템을 구성하는 열가용화장치 내에 침적됨이 없이 산화 및 가수분해 효율이 높고, 최종적으로 배출되는 처리수내 유분 및 고형물을 효과적으로 제거할 뿐만 아니라, 처리수내 유기물은 혐기성 발효에 의해 완벽하게 제거할 수 있게 해준다.
When the system according to the present invention is used as described above, the oxidation and hydrolysis efficiency is high without maximizing heat exchange efficiency, so that the fine solids (cold matter) and sludge contained in the food waste desorption filtrate are not deposited in the heat solubilizing device constituting the system. In addition to effectively removing the oil and solids in the treated water finally discharged, the organic matter in the treated water can be completely removed by anaerobic fermentation.
이하, 본 발명을 하기의 실시예 및 비교예로써 더욱 상세히 설명하고자 한다. 하지만 이는 본 발명의 보다 쉬운 이해를 돕기 위한 것이지, 이들을 통하여 본 발명을 한정하고자 하는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples and comparative examples. However, this is to facilitate an easier understanding of the present invention, and is not intended to limit the present invention through these.
[실시예 1]Example 1
도 1에 도시된 시스템(하기 표 1 내지 표 2의 운전조건 참조)을 이용하여 음식물 쓰레기를 처리한 결과 최종적으로 배출되는 처리수 20톤 내 유분 및 고형물은 초기 탈리여액(고액분리기에서 토출된 탈리여액)에 비하여 75% 까지 효과적으로 제거되었을 뿐만 아니라, 처리수내 유기물은 80% 까지 혐기성 발효에 의해 메탄가스로 완전하게 제거되었다(표 3).Oil and solids in 20 tons of treated water finally discharged as a result of treating food waste using the system shown in FIG. 1 (see the operating conditions in Tables 1 to 2 below) are initially desorption filtrate (desorption discharged from the solid-liquid separator). In addition to the effective removal of up to 75% compared to the filtrate, organic matter in the treated water was completely removed by methane gas by anaerobic fermentation (Table 3).
(℃)Inflow temperature
(℃)
(℃)Discharge temperature
(℃)
(kg/㎠)Inlet pressure
(kg / ㎠)
(kg/㎠)Outflow pressure
(kg / ㎠)
(min)Residence time
(min)
상기 압력 변화는 유로 길이에 의한 압력손실에 기인 한다.The pressure change is due to the pressure loss due to the passage length.
(℃)Inflow temperature
(℃)
(℃)Discharge temperature
(℃)
(kg/㎠)Inlet pressure
(kg / ㎠)
(kg/㎠)Outflow pressure
(kg / ㎠)
(min)Residence time
(min)
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It can be understood that
10: 탈리여액 저류조
20: 고액분리기
30: 분쇄기
40: 중화장치
50: 혼합장치
60: 열교환기
70: 열가용화장치
80: 보일러
90: 응집반응조
100: 가압부상조
110: 저류조
120: 혐기성 소화조
130: 가스저장소
140: 잉여가스 활용기기10: Tali Filtrate Storage Tank
20: solid-liquid separator
30: grinder
40: neutralizing device
50: mixer
60: heat exchanger
70: heat solubilizer
80: boiler
90: flocculation reactor
100: pressurization
110: reservoir
120: anaerobic digester
130: gas reservoir
140: surplus gas equipment
Claims (9)
고액분리기에서 0.1mm 이상인 입자를 분쇄하는 분쇄기가 더 설치된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 탈리여액 처리시스템.The method of claim 1,
Food waste desorption filtrate processing system, characterized in that the pulverizer is further installed to grind particles larger than 0.1mm in the solid-liquid separator.
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---|---|---|---|---|
CN104261610A (en) * | 2014-10-17 | 2015-01-07 | 苏州新协力环保科技有限公司 | Novel coagulation treatment method for chemical waste water |
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-
2012
- 2012-12-13 KR KR1020120145719A patent/KR101273088B1/en active IP Right Grant
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