KR101861072B1 - Sewage and wastewater treatment system with crystallization apparatus for phosphorus recovery - Google Patents

Sewage and wastewater treatment system with crystallization apparatus for phosphorus recovery Download PDF

Info

Publication number
KR101861072B1
KR101861072B1 KR1020120108840A KR20120108840A KR101861072B1 KR 101861072 B1 KR101861072 B1 KR 101861072B1 KR 1020120108840 A KR1020120108840 A KR 1020120108840A KR 20120108840 A KR20120108840 A KR 20120108840A KR 101861072 B1 KR101861072 B1 KR 101861072B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sludge
tank
crystallization
phosphorus
digestion
Prior art date
Application number
KR1020120108840A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20130087992A (en
Inventor
하승수
안조환
Original Assignee
하승수
안조환
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 하승수, 안조환 filed Critical 하승수
Priority to KR1020120108840A priority Critical patent/KR101861072B1/en
Publication of KR20130087992A publication Critical patent/KR20130087992A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101861072B1 publication Critical patent/KR101861072B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/14Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5209Regulation methods for flocculation or precipitation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/66Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/02Biological treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F2001/5218Crystallization
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/10Inorganic compounds
    • C02F2101/105Phosphorus compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/20Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from animal husbandry
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/06Controlling or monitoring parameters in water treatment pH
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00Specific treatment goals
    • C02F2303/06Sludge reduction, e.g. by lysis
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/20Sludge processing

Abstract

본 발명은 유입되는 음식물쓰레기·축산분뇨를 처리하는 시설에 관한 것으로서, 본 발명에서는 유입되는 음식물쓰레기·축산분뇨로부터 이물질을 제거하거나 토사를 제거하는 전처리조와, 전처리조를 거친 슬러지를 소화시키는 소화조와, 소화조에서 소화된 슬러지를 입력받아 이를 농축시키는 소화 농축조와, 소화 농축조로부터 상등액을 유입 받은 후, pH 조절액을 투입하여 pH를 조절하고 결정화 약품을 투입하여 인 결정을 생성하는 인 결정화 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기·축산분뇨처리시설이 제공된다.The present invention relates to a facility for treating food waste or livestock manure that is introduced, and in the present invention, there is provided a pretreatment tank for removing foreign matter or soil from imported food waste and livestock manure, a digester for digesting sludge through a pretreatment tank, A digestion concentrator for receiving and digesting digested sludge from the digester, a phosphorus crystallization device for introducing the supernatant from the digestion concentrator, adding a pH control solution to adjust pH, and introducing a crystallization agent to produce phosphorus crystals And a food waste disposal facility is provided.

Description

인 결정화 장치를 갖는 하·폐수처리시설 및 음식물쓰레기·축산분뇨처리시설{SEWAGE AND WASTEWATER TREATMENT SYSTEM WITH CRYSTALLIZATION APPARATUS FOR PHOSPHORUS RECOVERY}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a wastewater treatment facility and a food wastewater treatment facility having a crystallization apparatus,

본 발명은 인 결정화 장치를 갖는 하·폐수처리시설 및 음식물쓰레기·축산분뇨처리시설에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 생물학적 고도처리 시설에서 발생하는 고농도 인을 함유한 반류수로부터 난용성 인산염 결정화를 통해 유용한 인자원의 회수, 슬러지 감량 및 인 처리 효율을 개선하기 위한 인 결정화 장치를 갖는 하·폐수처리시설 및 음식물쓰레기·축산분뇨처리시설에 관한 것이다.The present invention relates to a wastewater treatment facility having a phosphorus crystallization apparatus and a food waste / livestock manure treatment facility, and more particularly, to a wastewater treatment facility having a phosphorus crystallization from a reflux water containing a high concentration phosphorus generated in a biological advanced treatment facility Wastewater treatment facility and food waste / livestock manure treatment facility having a phosphorus crystallization device for improving useful factor source recovery, sludge reduction and phosphorus treatment efficiency.

생물학적 고도처리 시설의 농축조, 혐기성 소화조 및 탈수기에서 발생하는 반류수는 고농도의 질소와 인을 함유하고 있어 적절히 처리되지 않고 해역이나 호소 등에 유입되어 영양염류 농도가 일정 이상을 넘게 되면 부영양화 현상을 일으키게 되므로 수처리 공정으로 반송하여 처리하고 있다.The reflux water generated from the concentrating tank, anaerobic digestion tank and dehydrator of the biological advanced treatment facility contains high concentration of nitrogen and phosphorus and is not appropriately treated. If the nutrient concentration exceeds a certain level, eutrophication phenomenon is caused And is conveyed and processed in a water treatment process.

생물학적 고도처리 시설은 크게 질소 제거와 인 제거 공정으로 나누어져 있다. 질소 제거 공정은 호기성 및 무산소 반응조로 구성되어 있으며, 호기성 조건에서는 질산화균에 의해 암모니아가 아질산성 혹은 질산성 질소로 산화되고 다음 공정인 무산소 조건에서는 탈질균에 의해 전자공여체인 BOD의 산화와 함께 이들 질소화합물이 질소가스로 환원되어 제거된다. 이와 같은 생물학적 질소 제거 공정에서 암모니아성 질소는 비교적 안정적인 처리가 가능한 것으로 알려져 있다. Biological advanced treatment facilities are divided into nitrogen removal and phosphorus removal processes. The nitrogen removal process consists of an aerobic and anaerobic reaction tank. In the aerobic condition, ammonia is oxidized to nitrite or nitrate nitrogen by nitrifying bacteria. In the next process, anaerobic condition, denitrification bacteria oxidize BOD, which is an electron donor, The nitrogen compound is reduced and removed by the nitrogen gas. In such a biological nitrogen removal process, ammonia nitrogen is known to be relatively stable.

한편, 인 제거 공정은 혐기성과 호기성 반응조로 구성되어 있으며, 세포 내에 인산염을 폴리인산 형태로 저장하는 인 제거 미생물의 생리학적 특성을 이용한다. 혐기성 조건에서 인 제거 미생물은 세포 내에 축적한 폴리인산을 인산염으로 분해하여 세포 밖으로 방출하는데 이 과정에서 다량의 에너지가 생성되며, 이 에너지를 이용해 하수로부터 BOD를 섭취하여 세포 내에 생분해성 고분자물질인 폴리하이드록시뷰티레이트(Polyhydroxybutyrate, PHB)를 합성하여 저장한다. 호기성 조건에서 인 제거 미생물은 세포 내에 저장한 PHB를 이용하여 에너지를 생성하고 인산염을 세포 내로 섭취하여 폴리인산으로 저장한다. 이 때 생물학적 고도처리 공정의 최종 침전지에서 슬러지 형태로 세포 내에 폴리인산을 축적한 미생물을 제거하면 하수로부터 인 제거가 이루어진다.On the other hand, the phosphorus removal process is composed of an anaerobic and aerobic reaction tank, and utilizes the physiological characteristics of the phosphorus removal microorganisms storing phosphates in the form of polyphosphates in the cells. In anaerobic conditions, the phosphorus-removing microorganisms decompose the polyphosphoric acid accumulated in the cells into phosphates and release them out of the cell. In this process, a large amount of energy is generated. By using this energy, BOD is taken from the sewage and the biodegradable polymer Polyhydroxybutyrate (PHB) is synthesized and stored. Phosphorus-free microbes under aerobic conditions produce energy using PHB stored in cells and take phosphates into cells and store them as polyphosphates. Removal of microorganisms accumulating polyphosphoric acid in the sludge form in the final sedimentation tank of the biological advanced treatment process removes phosphorus from sewage.

도 1은 종래 하·폐수처리시설의 공정 블럭도를 도시한 도면으로서, 유입되는 폐수 및 하수의 유입수(1)를 침사지(10)로 유입하여 이를 1차 침전지(20)에서 1차 침전시킨 후, 생물반응조(30)에서 미생물을 이용하여 처리시킨 다음 다시 2차 침전지(50)에서 침전시킨 후 방류수(100)로 방류하게 된다. 이때 2차 침전지(50) 이후 단계와 방류하기 전 단계에 여과지를 추가로 설치하여 여과 방류시키는 방법을 채택할 수도 있다. 이러한 하·폐수를 처리하는 과정에서 1차 침전지(20)에서 발생되는 찌꺼기를 생 슬러지라고 하고, 2차 침전지(50)에서 발생되는 찌꺼기를 잉여 슬러지라 일컫는데, 이들 중 생 슬러지와 잉여 슬러지는 농축조(60), 소화조(70), 소화 농축조(80), 탈수기(90)를 차례로 거치면서 농축, 소화 및 탈수과정을 거쳐 처리된다. FIG. 1 is a process block diagram of a conventional wastewater treatment facility. Referring to FIG. 1, the inflow water 1 of influent wastewater and sewage is introduced into the gravel bed 10 and is firstly precipitated in the first settler 20 , The microorganisms are used in the bioreactor 30, then precipitated in the secondary settler 50, and then discharged to the effluent 100. At this time, it is also possible to adopt a method of adding a filter paper to the step after the second settling paper 50 and the step before discharging to filtrate and discharge. The debris generated in the primary settler 20 in the process of treating such waste water is referred to as raw sludge, and the debris generated in the secondary settler 50 is referred to as excess sludge. Among these sludge and excess sludge, The digestion tank 60, the digestion tank 70, the digestion and concentration tank 80, and the dehydrator 90 in this order, followed by concentration, digestion, and dehydration.

이때, 상기 슬러지 처리과정에서 발생되는 농축조 상등액, 소화조 상등액 및 탈수 여액을 반류수라고 하는데, 이러한 반류수는 다시 1차 침전지(20)의 전단으로 보내 재처리하게 된다. 그러나 이러한 종래의 하·폐수처리방법은 슬러지 처리공정에서 발생하는 반류수의 양이 전체 유입유량에 비하여 상대적으로 작은 양이지만 고농도의 질소와 인을 함유하기 때문에 수처리 계통에 충격부하를 유발하므로 처리효율에 심각한 영향을 끼치게 된다.At this time, the concentration tank supernatant, the digester tank supernatant, and the dehydration filtrate, which are generated in the sludge treatment process, are referred to as counter currents. The counter currents are then sent back to the front of the primary settler 20 for reprocessing. However, since the amount of the reflux water generated in the sludge treatment process is relatively small compared with the total influent flow rate, the conventional method of treating the waste water and wastewater causes an impact load on the water treatment system because it contains high concentrations of nitrogen and phosphorus. .

우리나라의 경우와 같이 질소나 인 농도에 비해 상대적으로 BOD 농도가 낮은 하수에서는 부영양화를 방지할 수 있는 수준까지 인 제거가 곤란한 생물학적 고도처리 공정의 태생적 단점 때문에 화학적 처리를 병행하는 경우가 대부분이다. 더욱이 슬러지 처리 공정의 농축조, 혐기성 소화조, 탈수시설에서 발생하는 고농도의 인을 함유한 반류수를 수처리 공정으로 반송시켜 처리하는 공정상 특징 때문에 인 부하의 증가에 따른 인 제거 능력의 저하가 큰 문제로 대두되고 있다. As in Korea, chemical treatment is often used in sewage with relatively low BOD concentration compared to nitrogen or phosphorus because of the inherent disadvantage of the biological advanced treatment process, which is difficult to remove to a level that can prevent eutrophication. Furthermore, since the reflux water containing the high concentration of phosphorus generated in the concentrating tank, the anaerobic digestion tank and the dehydration facility of the sludge treatment process is conveyed and processed in the water treatment process, the deterioration of the phosphorus removal ability due to the increase in phosphorus load is a serious problem Is emerging.

일반적으로 생물학적 처리 공정에서 발생하는 슬러지는 별도의 슬러지 처리 공정을 통해 처리되는데 슬러지 처리뿐만 아니라 에너지 생산을 위해 혐기성 소화가 주로 이용되고 있다. 혐기성 소화는 특성상 소화기간 동안 슬러지의 가수분해와 발효에 의해 유기산이 생성되고 메탄이 생성된다. 이때 슬러지의 가수분해 과정에서 미생물 세포 내에 축적되어 있는 폴리인산이 가수분해되어 인산염의 형태로 용출된다. 따라서 혐기성 소화과정을 거친 슬러지의 상등액과 탈리액은 상당한 고농도의 인산염을 포함한다. Generally, the sludge generated in the biological treatment process is processed through a separate sludge treatment process, and anaerobic digestion is mainly used for energy production as well as sludge treatment. The anaerobic digestion is characterized by hydrolysis and fermentation of sludge during digestion, organic acids are formed and methane is produced. During the hydrolysis of the sludge, the polyphosphoric acid accumulated in the microbial cells is hydrolyzed and eluted in the form of phosphate. Therefore, the supernatant and desalination of the sludge after anaerobic digestion process contain considerable high concentration of phosphate.

더욱이 최근에는 슬러지의 처리효율을 높이고 메탄 발생량을 증대시키기 위해 열가수분해장치의 도입을 통해 혐기성 소화의 효율을 높이고 있어 반류수 내 총질소 및 총인의 농도가 수백에서 수천 PPM에 이른다. 따라서 이 과정에서 발생하는 반류수를 적절한 전처리 없이 수처리 공정으로 반송시켜 처리하는 것은 혐기성 조건에서 인을 방출시켜 인의 함량이 적은 활성 슬러지가 호기성 조건에서 방출된 양보다 소량의 인을 더 섭취하는 인 제거 미생물의 인 섭취 능력의 한계점 때문에 현행 강화된 하수처리장 방류수 수질기준을 충족시키는 것이 어렵다.Recently, the efficiency of anaerobic digestion has been increased through the introduction of a thermal hydrolysis device in order to increase the treatment efficiency of the sludge and to increase the amount of methane generated, so that the concentration of total nitrogen and total phosphorus in the flotation water reaches hundreds to thousands of PPM. Therefore, the process of returning the reflux water generated in this process to the water treatment process without proper pretreatment is to remove the phosphorus in the anaerobic condition, so that the activated sludge having a low content of phosphorus is more effective than phosphorus Due to the limitations of microbial uptake capacity, it is difficult to meet current water quality standards for effluent sewage treatment plants.

현행 우리나라에서 운영 중인 생물학적 고도처리 공정의 대부분이 이러한 단점을 보완하기 위해 화학적 방법을 이용하여 인을 처리하고 있으나 약품비와 화학적 슬러지의 처리비용 발생이 고도처리 비용을 크게 상승시켜 대안이 필요한 실정이다. Most of the biological high - altitude treatment processes in Korea currently treat phosphorus using chemical methods to compensate for these disadvantages. However, there is a need for an alternative because the cost of treatment of chemicals and sludge increases the high treatment cost.

더욱이 인은 유한성을 가진 자원이나 회수되지 못하고 폐기처분되고 있어 자원의 낭비 또한 심각한 실정이다. 해마다 수입이 증가하고 있는 농축산물이나 해산물에 포함되어 수입된 인은 인체나 가축 등을 경유해서 최종적으로 배수에 포함되어 배출되는데 배수처리시설에서 적절히 회수되지 못하고 공공수역으로 배출되어 환경적으로 큰 부담을 일으키고 있는 실정이다. 따라서 하수처리장에서 적절히 회수되지 못하고 국토에 버려지고 있는 인 자원을 회수하여 재이용하므로써 고갈자원에 대한 능동적인 대처능력을 함양하고 공공수역의 부영양화 방지를 도모할 필요가 있다.Furthermore, phosphorus is a waste of resource because it has finite resources and can not be recovered and is disposed of. Phosphorus, which is included in agricultural and fishery products and seafoods, which are increasing in imports every year, is finally discharged through drainage through human bodies and livestock, etc., but is not recovered properly at the wastewater treatment facility and discharged into the public waters. . Therefore, it is necessary to recover the resources that can not be appropriately recovered at the sewage disposal site and to reclaim the resources that are being abandoned in the land, to enhance active coping ability with depleted resources and to prevent eutrophication of public water bodies.

이에 생물학적 고도처리 시설의 인 제거 효율을 향상시키고 인을 회수할 수 있는 방법으로 결정화 방법이 가장 현실적이고 경제적이다. 결정화 방법으로는 인산암모늄마그네슘(Magnesium ammonium phosphate, MAP)이나 하이드록실아파타이트(Hydroxylapatite, HAP)와 같은 결정물질로 만드는 방법 등이 있다. Therefore, the crystallization method is the most practical and economical method to improve phosphorus removal efficiency and recovery of phosphorus in biological advanced treatment facilities. Crystallization methods include crystallization methods such as magnesium ammonium phosphate (MAP) and hydroxylapatite (HAP).

상기의 문제점 등을 종합하면 생물학적 고도처리 공정에서 발생하는 반류수로부터 인을 회수하여 수처리 공정으로 반송되는 인의 부하를 감소시켜 인 제거 효율을 향상시키고 회수한 인을 자원으로 재활용하는 공정 개발이 절실한 실정이다.As a result of the above problems, it is necessary to develop a process for recovering phosphorus from the reflux water generated in the biological advanced treatment process to improve the phosphorus removal efficiency by reducing phosphorus load conveyed to the water treatment process, and recycling the recovered phosphorus as a resource. to be.

특허문헌 1: 한국등록특허공보 제10-0837698호(2008.06.13.)Patent Document 1: Korean Patent Registration No. 10-0837698 (Jun. 13, 2008) 특허문헌 2: 미국 특허출원공개공보 us2010/0170845호(2010.07.08)Patent Document 2: United States Patent Application Publication No. US2010 / 0170845 (Jul. 2010)

본 발명은 하·폐수처리시설 및 음식물쓰레기·축산분뇨처리시설을 구성하는 장치를 효율적으로 배치하여 고농도 인을 포함하는 반류수로부터 인을 효율적으로 회수하는 인 결정화 장치를 갖는 하·폐수처리시설 및 음식물쓰레기·축산분뇨처리시설을 제공하고자 하는 것이다.The present invention relates to a wastewater treatment facility and a wastewater treatment facility having a phosphorus crystallization device for efficiently recovering phosphorus from reflux water containing a high concentration phosphor by efficiently arranging apparatuses constituting a wastewater treatment facility and a food waste / And to provide food waste and livestock manure treatment facilities.

본 발명은 생물학적 고도처리 시설에서 발생하는 고농도의 인을 함유한 반류수로부터 난용성 인산염 결정현상을 이용해 유용자원인 인을 회수하는 인 결정화 장치를 갖는 하·폐수처리시설 및 음식물쓰레기·축산분뇨처리시설을 제공하고자 하는 것이다.The present invention relates to a wastewater treatment facility having a phosphorus crystallization apparatus for recovering phosphorus, which is a useful resource, from reflux water containing a high concentration of phosphorus generated in a biological advanced treatment facility, It is intended to provide facilities.

또한 본 발명의 다른 목적은 인 회수를 통해 수처리 공정으로 반송되는 반려수의 인 부하량을 감소시켜 인 제거 효율을 향상시키는 인 결정화 장치를 갖는 하·폐수처리시설 및 음식물쓰레기·축산분뇨처리시설을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a wastewater treatment facility and a food waste / livestock manure treatment facility having a phosphorus crystallization device for reducing the phosphorus load transferred to the water treatment process through phosphorus recovery to improve phosphorus removal efficiency .

본 발명의 상기 목적은 유입되는 하수 또는 폐수로부터 토사를 제거하는 침사지와, 침사지로부터 유입되는 유입수를 침전시키는 1차 침전지와, 1차 침전지로부터 유입되는 유입수를 미생물을 이용하여 처리하는 생물반응조와, 생물반응조로부터 유입되는 유입수를 침전시키는 2차 침전지를 포함하는 하·폐수처리시설에 있어서, 2차 침전지로부터 발생되는 잉여 슬러지를 농축시키는 슬러지 농축조와, 슬러지 농축조로부터 유입되는 슬러지를 가수분해하는 열가수분해장치와, 열가수분해장치에서 가수분해된 슬러지에 pH 조절액을 투입하여 pH를 조절하고 결정화 약품을 투입하여 인 결정을 생성하는 인 결정화 장치와, 인 결정화 장치를 거친 유입수를 소화시키는 소화조와, 소화조에서 소화된 슬러지를 입력받아 이를 농축시키는 소화 농축조와, 소화 농축조에서 농축된 슬러지를 탈수하는 탈수기를 포함하고, 탈수기에서 탈수된 탈리여액을 상기 인 결정화 장치에 투입되는 것을 특징으로 하는 하·폐수처리시설에 의해서 달성 가능하다.
본 발명의 상기 목적은 유입되는 하수 또는 폐수로부터 토사를 제거하는 침사지와, 상기 침사지로부터 유입되는 유입수를 침전시키는 1차 침전지와, 상기 1차 침전지로부터 유입되는 유입수를 미생물을 이용하여 처리하는 생물반응조와, 상기 생물반응조로부터 유입되는 유입수를 침전시키는 2차 침전지를 포함하는 하폐수처리시설에 있어서, 2차 침전지로부터 발생되는 잉여 슬러지를 농축시키는 슬러지 농축조와, 슬러지 농축조를 거친 슬러지를 소화시키는 소화조와, 소화조에서 소화된 슬러지를 입력받아 이를 농축시키는 소화 농축조와, 적어도 소화 농축조로부터 상등액을 유입 받은 후, pH 조절액을 투입하여 pH를 조절하고 결정화 약품을 투입하여 인 결정을 생성하는 인 결정화 장치와, 소화 농축조에서 농축된 슬러지를 탈수하는 탈수기를 포함하고, 탈수기에서 탈수된 탈리여액을 상기 인 결정화 장치에 투입되는 것을 특징으로 하며, 인 결정화 장치는 유입되는 유입수를 일시 저장하는 결정화 저류조와, pH 조절액을 저장하고 상기 결정화 저류조에 유입된 유입수에 pH 조절액을 투입하는 pH 조절액 투입부와, 결정화 저류조로부터 pH가 조절된 유입수를 유입 받은 후, 유입수로부터 인산염 결정을 생성하는 결정화 반응조, 및 인산염 결정을 생성하는 약품을 저장하고 상기 결정화 반응조에 결정화 약품을 투입하는 결정화 약품 투입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하폐수처리시설에 의해서도 달성 가능하다.
본 발명의 상기 목적은 유입되는 음식물쓰레기·축산분뇨에 포함된 이물질 및 토사를 제거하는 전처리조를 포함하는 음식물쓰레기·축산분뇨처리시설에 있어서, 전처리조를 거친 슬러지를 가수분해하는 열가수분해장치와, 열가수분해장치에서 가수분해된 슬러지에 pH 조절액을 투입하여 pH를 조절하고 결정화 약품을 투입하여 인 결정을 생성하는 인 결정화 장치와, 인 결정화 장치를 거친 유입수를 소화시키는 소화조와, 소화조에서 소화된 슬러지를 입력받아 이를 농축시키는 소화 농축조와, 소화 농축조에서 농축된 슬러지를 탈수하는 탈수기를 더 포함하고, 탈수기에서 탈수된 탈리여액을 상기 인 결정화 장치에 투입되는 것을 특징으로 하고, 인 결정화 장치는 유입되는 유입수를 일시 저장하는 결정화 저류조와, pH 조절액을 저장하고 상기 결정화 저류조에 유입된 유입수에 pH 조절액을 투입하는 pH 조절액 투입부와, 결정화 저류조로부터 pH가 조절된 유입수를 유입 받은 후, 유입수로부터 인산염 결정을 생성하는 결정화 반응조 및 인산염 결정을 생성하는 약품을 저장하고 결정화 반응조에 결정화 약품을 투입하는 결정화 약품 투입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기·축산분뇨처리시설에 의해서도 달성 가능하다.
본 발명의 상기 목적은 유입되는 음식물쓰레기·축산분뇨에 포함된 이물질 및 토사를 제거하는 전처리조를 포함하는 음식물쓰레기·축산분뇨처리시설에 있어서, 전처리조에서 이물질 및 토사가 제거된 슬러지를 소화시키는 소화조와, 소화조에서 소화된 슬러지를 입력받아 이를 농축시키는 소화 농축조와, 소화 농축조로부터 상등액을 유입 받은 후, pH 조절액을 투입하여 pH를 조절하고 결정화 약품을 투입하여 인 결정을 생성하는 인 결정화 장치를 포함하고, 인 결정화 장치는 유입되는 유입수를 일시 저장하는 결정화 저류조와, pH 조절액을 저장하고 상기 결정화 저류조에 유입된 유입수에 pH 조절액을 투입하는 pH 조절액 투입부와, 결정화 저류조로부터 pH가 조절된 유입수를 유입 받은 후, 유입수로부터 인산염 결정을 생성하는 결정화 반응조 및 인산염 결정을 생성하는 약품을 저장하고 상기 결정화 반응조에 결정화 약품을 투입하는 결정화 약품 투입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기·축산분뇨처리시설에 의해서도 달성 가능하다.
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a bioreactor for treating inflow water flowing from a primary clarifier with microorganisms, A sludge concentrating tank for concentrating excess sludge generated from a secondary sedimentation tank and a sludge concentrator for hydrolyzing the sludge introduced from the sludge concentration tank, A crystallization device for adding pH adjusting liquid to the sludge hydrolyzed in the thermohydrolysis device to adjust the pH and adding the crystallization agent to produce phosphorus crystals; a digester for digesting inflow water through the phosphorus crystallization device; A digestion and concentration tank for receiving and digesting digested sludge in a digestion tank, And a dehydrator for dewatering the concentrated sludge in the concentrating tank, wherein the desorption filtrate dehydrated in the dehydrator is introduced into the phosphorus crystallization apparatus.
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a bioreactor for treating inflow water introduced from the primary clarifier with microorganisms, And a second settling tank for settling influent water flowing from the bioreactor, wherein the sludge concentration tank comprises a sludge concentration tank for concentrating the excess sludge generated from the secondary settling tank, a digester for digesting the sludge through the sludge concentration tank, A digestion concentrator for receiving digested sludge from a digestion tank and concentrating the digested sludge; at least a phosphorus-containing crystallizer for introducing a supernatant from a digestion-concentrating tank, adjusting pH by adding a pH control solution, Includes a dehydrator to dehydrate the concentrated sludge in the digestion tank And the desorption filtrate dehydrated in the dehydrator is introduced into the phosphorus crystallization apparatus. The crystallization apparatus comprises a crystallization storage vessel for temporarily storing inflow water to be introduced, and a crystallization storage vessel for storing the pH control solution and flowing in the inflow water flowing into the crystallization storage vessel a pH control liquid inlet for inputting a pH control liquid, a crystallization reaction tank for generating phosphate crystals from the influent water after the inflow water whose pH is controlled is introduced from the crystallization storage tank, and a chemical for producing phosphate crystals are stored in the crystallization reaction tank And a crystallization agent input unit for supplying a crystallization agent to the wastewater treatment facility.
The object of the present invention is to provide a food waste / livestock manure treatment facility including a pretreatment tank for removing foreign matters and soil from the food waste, livestock manure, and the like, comprising: a heat hydrolysis apparatus for hydrolyzing sludge through a pretreatment tank; A crystallization device for adding phosphorus to the sludge hydrolyzed in the hydrolysis device to adjust the pH of the sludge hydrolyzed to adjust the pH and adding crystallization chemicals to produce phosphorus crystals; And a dehydrator for dehydrating the concentrated sludge in the digester, wherein the desorption filtrate dehydrated in the dehydrator is introduced into the phosphorus crystallization apparatus, characterized in that phosphorus crystallization The apparatus comprises: a crystallization storage tank for temporarily storing inflow water to be introduced; A pH control liquid inlet for inputting a pH control liquid to the influent flowing into the storage tank; and a crystallization reaction tank for generating phosphate crystals from the influent water after the influent whose pH has been adjusted is introduced from the crystallization storage tank, And a crystallization reagent input unit for supplying the crystallization reagent into the crystallization reaction tank.
The object of the present invention is to provide a food waste and livestock manure treatment facility including a pretreatment tank for removing foreign matters and soil from the food waste and livestock manure that are introduced, A pyrolysis tank for receiving the sludge digested in the digester and concentrating the digested sludge; and a pyrolysis unit for introducing the pH-adjusting liquid into the pyrolysis tank, A crystallization storage tank for temporarily storing the influent water to be introduced, a pH control liquid inlet for storing a pH control liquid and inputting a pH control liquid to the influent water flowing into the crystallization storage vessel, And the phosphorus crystals are produced from the influent water. Storing a drug to produce the salt crystals can be achieved by the food waste, livestock waste treatment, characterized in that including a crystallization chemicals introduced to inject drug crystallization in the crystallization tank facilities.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면 생물학적 고도처리 시설의 농축조, 혐기성 소화조, 탈수기에서 발생해 수처리 공정으로 순환되는 반류수로부터 인을 결정화시켜 회수해 부가가치 창출이 가능하게 되었다.According to the present invention having the characteristics as described above, it is possible to crystallize phosphorus from recycled water circulating in a water treatment process generated in a concentrating tank, an anaerobic digestion tank and a dehydrator of a biological advanced treatment facility, and recovering phosphorus to create added value.

또한 최종적으로 수처리 공정의 인 부하를 경감시켜 생물학적 인 제거 공정의 방류수 수질 개선이 가능하게 되었으며, 기존 화학적 처리시설에 소요되는 약품을 절감하고 화학적 처리에 의해 발생하는 슬러지 발생량을 크게 감소시키는 것이 가능하게 되었다.In addition, it is possible to reduce the phosphorus load of the water treatment process finally, and it is possible to improve the water quality of the discharged water in the biological removal process, and it is possible to reduce the amount of chemicals required for the existing chemical treatment facility and greatly reduce the amount of sludge generated by the chemical treatment .

도 1은 종래 하·폐수처리시설의 공정 블럭도.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 하·폐수처리시설의 공정 구성도.
도 3은 도 2의 변형예도.
도 4는 본 발명에 따른 일 실시예의 하·폐수처리시설의 공정 구성도.
도 5는 도 4의 변형예도.
도 6은 본 발명에 따른 일 실시예의 하·폐수처리시설의 공정 구성도.
도 7은 도 6의 변형예도.
도 8은 음식물 쓰레기 처리에 본 발명을 적용한 경우 공정 구성도.
도 9는 축산분뇨 처리에 본 발명을 적용한 경우 공정 구성도.
도 10은 본 발명의 인 회수 장치를 개략적으로 도시한 장치 구성도.
도 11는 본 발명에 따른 결정화 반응조의 일 실시예도.
1 is a process block diagram of a conventional wastewater treatment facility.
2 is a process configuration diagram of a wastewater treatment facility according to an embodiment of the present invention;
3 is a modification of Fig.
4 is a process configuration diagram of a wastewater treatment facility according to an embodiment of the present invention.
5 is a modification of Fig.
6 is a process configuration diagram of a wastewater treatment facility according to an embodiment of the present invention.
Fig. 7 is a modification of Fig. 6; Fig.
Fig. 8 is a process configuration diagram when the present invention is applied to food waste disposal. Fig.
Fig. 9 is a process configuration diagram when the present invention is applied to livestock manure treatment. Fig.
10 is a device configuration diagram schematically showing the phosphorus recovery device of the present invention.
11 shows an embodiment of the crystallization reaction tank according to the present invention.

본 발명은 하·폐수처리시설에서 발생하는 고농도의 인을 함유한 반류수로부터 난용성 인산염 결정현상을 이용해 인을 회수하여 유용자원으로 재활용하며 더 나아가 인 회수를 통해 수처리 공정으로 반송되는 반류수의 인 부하량을 감소시켜 인 제거 효율향상 및 운영 유지관리비의 절감, 방류수역의 수질개선할 수 있도록 하는 기술 특징을 제시한다.The present invention relates to a method for recovering phosphorus from recycled water containing high concentration of phosphorus generated in a wastewater treatment facility using an insoluble phosphate crystal phenomenon and recycling the phosphorus as a useful resource and further recycling the recovered phosphorus This study suggests the technical features that can improve phosphorus removal efficiency, reduce operation maintenance cost, and improve water quality of discharged water by reducing phosphorus load.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예, 장점 및 특징에 대하여 상세히 설명하도록 한다. 이하의 도면에서 실선은 상등액을 포함한 하수의 흐름을 나타내고, 점선은 슬러지의 이동 경로를 표시한다.
In the following, preferred embodiments, advantages and features of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following drawings, the solid line indicates the flow of the sewage including the supernatant, and the dotted line indicates the flow path of the sludge.

도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 하·폐수처리시설의 공정 구성도이다. 유입되는 폐수 및 하수의 유입수(1)를 침사지(10)로 유입하여 토사를 제거한 후 1차 침전지(20)에서 1차 침전시킨 후, 생물반응조(30)에서 미생물을 이용하여 처리시킨 다음 다시 2차 침전지(50)에서 침전시킨 후 방류수(100)로 방류하게 된다. 이때 2차 침전지(50) 이후 단계와 방류하기 전 단계에 여과지를 추가로 설치하여 여과 방류시키는 방법을 채택할 수도 있다.2 is a process configuration diagram of a wastewater treatment facility according to an embodiment of the present invention. The inflow water 1 of the inflow wastewater and sewage is introduced into the gypsum paper 10 to remove the gypsum and then the first settling is carried out in the first settling basin 20 and then the microorganism is treated in the bioreactor 30, Precipitated in the tea settling cell 50, and then discharged to the discharged water 100. At this time, it is also possible to adopt a method of adding a filter paper to the step after the second settling paper 50 and the step before discharging to filtrate and discharge.

생 슬러지(21)와 잉여 슬러지(51)는 슬러지 농축조(60)에 투입되어 농축된 후, 소화조(70)에서 소화되고, 소화된 슬러지는 소화 농축조(80)에서 다시 농축된 후 탈수기(90)에서 탈수된 후 탈리여액을 다시 침사지(10)로 유입시키게 된다. 탈수기(90)에서 탈수 과정을 마친 슬러지는 폐기물 업체를 통해 폐기 처분하게 된다.The raw sludge 21 and the excess sludge 51 are introduced into the sludge concentration tank 60 and are concentrated and then digested in the digestion tank 70. The digested sludge is concentrated again in the digestion concentration tank 80, And then the desalination filtrate is introduced into the gravel bed 10 again. The sludge that has been dehydrated in the dehydrator 90 is disposed of through the waste company.

일반적으로 일련의 정화 과정을 마친 후 침사지(10)로 다시 유입되는 반려수의 발생량은 유입 하수량의 약 1~2%로 소량이고 결정화 반응조(120)의 체류시간도 20분 이내에 결정화 반응이 가능하기 때문에 소요면적이 작다. 따라서 100 톤/일(日)의 처리능력을 가진 생물학적 고도처리시설의 경우 반려수의 발생량은 약 1.5 톤으로 결정 반응조의 크기는 반응시간이 약 19분인 20 리터의 크기로도 충분하다.Generally, after completing a series of purification processes, the amount of the return water flowing back into the geyser 10 is about 1 to 2% of the inflow sewage amount and the residence time of the crystallization tank 120 is within 20 minutes. Therefore, the required area is small. Therefore, in a biological advanced treatment facility having a treatment capacity of 100 tons / day (day), the generation amount of the flushing water is about 1.5 tons, and the size of the reaction tank is 20 liters, which is about 19 minutes for the reaction time.

그런데 본원 발명자의 실험 결과에 의하면, 슬러지 농축조(60)의 상등액(61)과 소화 농축조(80)의 상등액(81) 및 탈수기(90)의 탈수여액(91)에 함유된 반려수의 인산염의 농도는 표 1과 같이 함유됨을 파악할 수 있었다.According to the experiment result of the inventor of the present invention, the concentration of phosphate in the reaction water contained in the supernatant 61 of the sludge concentration tank 60, the supernatant 81 of the digestion and concentration tank 80 and the dehydration filtrate 91 of the dehydrator 90 Were contained as shown in Table 1.

구분division 슬러지 농축조 상등액Sludge thickener supernatant 소화 농축조 상등액Digestion concentrate supernatant 탈수여액Dehydrated filtrate

Figure 112012079495911-pat00001
Figure 112012079495911-pat00001
17.5(mg/l)17.5 (mg / l) 320(mg/l)320 (mg / l) 9.5(mg/l)9.5 (mg / l)
Figure 112012079495911-pat00002
Figure 112012079495911-pat00002
5%5% 92%92% 3%3%

표 1에 나타난 바와 같이 소화 농축조(80)의 상등액(81)에 포함된 인산염의 농도는 슬러지 농축조(60)의 상등액(61) 및 탈수기(90)의 탈수여액(91)에 포함된 인산염의 농도에 비해 월등히 높음을 알 수 있다. 즉, 도 1에 도시된 종래 하·폐수처리시설의 반류수에 포함된 약 92% 정도의 인산염이 소화 농축조 상등액에 포함되는 것으로 확인할 수 있다.As shown in Table 1, the concentration of phosphate contained in the supernatant 81 of the digestion and concentration tank 80 is controlled by the concentration of phosphate contained in the supernatant 61 of the sludge concentration tank 60 and the dehydration filtrate 91 of the dehydrator 90 As shown in Fig. That is, it can be confirmed that about 92% of phosphate contained in the reflux water of the conventional wastewater treatment facility shown in FIG. 1 is included in the digestion-enhancing tank supernatant.

따라서 반류수를 구성하는 성분 중에서 적어도 소화 농축조의 상등액(81)에 포함된 인산염을 결정화시킨 후, 결정화 여액을 반류수로 형성하는 것이 반드시 필요하다. 도 2의 실시예에서는 소화 농축조(80) 상등액(81)을 결정화 저류조(110)에 일정 시간 저장한 상태에서 pH 조절액 투입부(130)를 통해 pH를 조절한 후, pH조절된 용액을 결정화 반응조(120)에 투입한 후 결정화 약품 투입부(140)를 통해 약품을 투입하여 인 결정을 생산하고, 나머지 여액은 반류수로 공급하게 하였다. 도 2의 실시예에서는 슬러지 농축조(60)에 생 슬러지(21)와 잉여 슬러지(51)가 모두 유입되므로 슬러지 농축조(60)의 상등액(61)에 함유되는 인산염 성분이 비교적 높으므로 결정화 저류조(110)에 유입되도록 하였다.Therefore, it is absolutely necessary to crystallize the phosphate contained in the supernatant 81 of the digestion-concentrating tank, and to form the crystallization filtrate into the reflux water among the components constituting the counter current. In the embodiment of FIG. 2, the pH of the digested thickener 80 is stored in the crystallization storage tank 110 for a predetermined period of time, the pH is adjusted through the pH adjusting solution inlet 130, The reaction solution is introduced into the reaction tank 120, the chemical is introduced through the crystallization agent input part 140 to produce phosphorus crystals, and the remaining filtrate is supplied as reflux water. 2, both the raw sludge 21 and the excess sludge 51 flow into the sludge concentration tank 60, so that the phosphate component contained in the supernatant 61 of the sludge concentration tank 60 is relatively high, ).

하지만 경우에 따라서는 표 1에 도시된 바와 같이 경우에 전체 반류수에 포함된 약 5%의 인산염이 슬러지 농축조(60)의 상등액(61)에 포함되므로 결정화 저류조(110)에 투입하지 않고 직접적으로 반류수로 형성할 수도 있으나 바람직하지는 않다. 유사한 이유로 도 2에서 탈리여액(91)이 반류수를 형성하도록 하였으나 인산염을 보다 확실히 결정화하기 위해서는 탈리여액(91)도 결정화 저류조(110)에 투입되도록 할 수 있음은 물론이다.
However, in some cases, as shown in Table 1, about 5% of the phosphate included in the total recirculated water is included in the supernatant 61 of the sludge thickener 60, But it is not preferable. 2, the desulfurization filtrate 91 forms the counter current. However, it is needless to say that the desulfurization filtrate 91 may also be input to the crystallization storage vessel 110 in order to more surely crystallize the phosphate.

도 3은 도 2의 변형예이다. 도 3의 구성에 대해서는 도 2의 실시예와의 차이점에 대해서만 설명하도록 한다. 도 3에서는 생 슬러지는 슬러지 농축조(60)를 거치지 않고 바로 소화조(70)로 유입되도록 하였다. 생 슬러지(21)는 특성상 주로 유기물로 구성되어 있어 생분해도가 높고 함수율이 낮아 농축과정을 거치지 않고 소화조(70)로 직접 투입하였다. 따라서 2차 침전지(50)의 잉여 슬러지(51)만 슬러지 농축조(60)로 유입되기 때문에 슬러지 농축조의 용량을 최소화할 수 있다. 한편 유기물로 구성된 생 슬러지(21)가 소화조(70)로 직접 유입되어 소화되기 때문에 슬러지 농축조(60)로 유입되는 유기물이 적거나 없어 슬러지의 인 방출량은 크게 감소하게 된다. 따라서 인산염의 농도가 낮은 슬러지 농축조(61)의 상등액은 결정화 시설에 유입시키지 않고 수처리 공정으로 반송시켜 결정화 시설의 용량을 크게 줄일 수 있다.Fig. 3 is a modification of Fig. 3 will be described only in terms of differences from the embodiment of FIG. 3, the raw sludge is directly introduced into the digester 70 without passing through the sludge thickening tank 60. The raw sludge (21) is mainly composed of organic matter due to its nature and has a high biodegradability and a low water content, and is directly introduced into the digester (70) without being concentrated. Therefore, only the surplus sludge 51 of the secondary settling tank 50 flows into the sludge concentration tank 60, so that the capacity of the sludge concentration tank can be minimized. On the other hand, since the raw sludge 21 composed of organic material flows directly into the digester 70 and is extinguished, the amount of phosphorus discharged from the sludge is greatly reduced because there is little organic matter flowing into the sludge concentration tank 60. Therefore, the supernatant of the sludge concentration tank 61 having a low concentration of phosphate can be transported to the water treatment process without flowing into the crystallization facility, thereby greatly reducing the capacity of the crystallization facility.

도 4는 본 발명에 따른 일 실시예의 하·폐수처리시설의 공정 구성도이다. 도 2에 제시된 공정 구성도에서 슬러지 농축조(60)와 소화조(70) 사이에 열가수분해장치(65)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 열가수분해장치(65)는 소화조(70)의 메탄발효를 극대화하고 슬러지 발생량을 최소화하는 장치로 고온(약 200oC), 고압(약 20bar)의 조건에서 슬러지 농축조(60)에서 유입되는 농축 슬러지를 가수분해한다. 이 과정에서 단백질, 다당류, 지방, 셀루로스 등 유기 화합물이 혐기성 소화에서 잘 이용될 수 있는 단순한 유기물로 변화되기 때문에 후속 공정인 소화조(70)에서 메탄 발생량을 크게 증가시킬 수 있다. 이때 세포 내의 폴리인산도 대부분 인산염으로 분해되어 방출되는데 인산염 농도는 보통 1g-P/L 이상이다. 열가수분해장치(65)의 후속공정인 소화조(70)에서 미생물 생합성에 의해 일부 인산염이 제거되지만 미량이기 때문에 소화 슬러지가 농축되는 소화 농축조(80) 상등액의 인산염 농도는 약 1g-P/L에 이른다. 따라서 인산염의 결정화를 통해 인 회수량을 최대화할 수 있다. 이를 실시하기 위해 슬러지 농축조(60)에서 농축된 생 슬러지와 잉여 슬러지의 혼합 슬러지는 열가수분해장치(65)로 유입되고 상등액은 결정화 저류조(110)로 유입된다. 열가수분해장치(65)에서 가수분해된 슬러지는 소화조(70)에서 분해되고 이때 생성된 소화 슬러지는 소화 농축조(80)에서 상등액(81)과 분리된다. 농축된 소화 슬러지는 탈수기(90)에 탈수되어 슬러지 케익으로 반출되고 이때 발생하는 탈리여액(91)은 소화 농축조(80)에서 발생하는 상등액(81)과 함께 인 결정화 시설로 유입된다. 전술한 바와 같이 탈리여액(91)에 포함된 인산염의 농도는 비교적 낮기 때문에 결정화 저류조(110)에 유입하지 않고 직접적으로 반류수를 구성하게 할 수 있다.4 is a process configuration diagram of a wastewater treatment facility according to an embodiment of the present invention. 2 is characterized in that a thermal hydrolysis device 65 is further provided between the sludge thickening tank 60 and the digestion tank 70. The thermal hydrolysis device 65 is a device for maximizing the methane fermentation of the digester 70 and minimizing the amount of sludge generated and is a device for concentrating the sludge in the sludge concentration tank 60 under the conditions of high temperature (about 200 ° C) Hydrolyze the sludge. In this process, since organic compounds such as proteins, polysaccharides, fats and celluloses are converted into simple organic substances that can be used in anaerobic digestion, the amount of methane generated in the digestion tank 70 can be greatly increased. Most of the polyphosphoric acid in the cell is decomposed into phosphate and released. The phosphate concentration is usually 1 g-P / L or more. The phosphoric acid concentration of the digestion-enhancing tank 80 supercritical fluid in which digestion sludge is concentrated due to microbial biosynthesis is removed at a digestion tank 70, which is a subsequent process of the thermohydrolysis device 65, It is. Therefore, phosphorus crystallization can maximize phosphorus recovery. To accomplish this, the mixed sludge of raw sludge and excess sludge concentrated in the sludge concentration tank (60) flows into the thermohydrolysis device (65), and the supernatant flows into the crystallization storage tank (110). The hydrolyzed sludge in the thermohydrolysis apparatus 65 is decomposed in the digester 70 and the generated digested sludge is separated from the supernatant 81 in the digestion and concentration tank 80. The concentrated digested sludge is dewatered to the dehydrator 90 and taken out to the sludge cake, and the desorption filtrate 91 generated at this time is introduced into the crystallization facility together with the supernatant 81 generated in the digestion and concentration tank 80. As described above, since the concentration of the phosphate contained in the desorption filtrate 91 is relatively low, it is possible to directly constitute the reflux water without flowing into the crystallization storage tank 110.

도 5는 도 4의 변형예이다. 도 5의 구성에 대해서는 도 4의 실시예와의 차이점에 대해서만 설명하도록 한다. 도 5에서는 생 슬러지(21)는 슬러지 농축조(60)를 거치지 않고 바로 소화조(70)로 유입되도록 하였다. 따라서 인산염의 농도가 낮은 슬러지 농축조(61)의 상등액은 결정화 시설에 유입시키지 않고 수처리 공정으로 반송시켜 결정화 시설의 용량을 크게 줄일 수 있다.
Fig. 5 is a modification of Fig. The configuration of FIG. 5 will be described only in the difference from the embodiment of FIG. 5, the raw sludge 21 is directly introduced into the digester 70 without passing through the sludge thickening tank 60. Therefore, the supernatant of the sludge concentration tank 61 having a low concentration of phosphate can be transported to the water treatment process without flowing into the crystallization facility, thereby greatly reducing the capacity of the crystallization facility.

도 6은 본 발명에 따른 일 실시예의 하·폐수처리시설의 공정 구성도이다. 유입되는 폐수 및 하수의 유입수(1)를 침사지(10)로 유입하여 토사를 제거하고, 토사가 제거된 유입수를 1차 침전지(20)에서 1차 침전시킨 후, 생물반응조(30)에서 미생물을 이용하여 처리시킨 다음 다시 2차 침전지(50)에서 침전시킨 후 방류수(100)로 방류하게 된다. 이때 2차 침전지(50) 이후 단계와 방류하기 전 단계에 여과지를 추가로 설치하여 여과 방류시키는 방법을 채택할 수도 있다.6 is a process configuration diagram of a wastewater treatment facility according to an embodiment of the present invention. The influent water 1 flowing into the wastewater and the sewage is introduced into the gypsum paper 10 to remove the gypsum and the inflow water from which the gypsum is removed is firstly precipitated in the primary settler 20, And then precipitated in the secondary settler 50 and discharged to the discharged water 100. [ At this time, it is also possible to adopt a method of adding a filter paper to the step after the second settling paper 50 and the step before discharging to filtrate and discharge.

생 슬러지(21)와 잉여 슬러지(51)는 슬러지 농축조(60)에 투입되어 농축된 후, 열가수분해장치(65)로 유입된다. 열가수분해장치(65)는 후단 소화조(70)의 메탄발효화하고 슬러지 발생량을 최소화하기 위해 고온(약 150oC), 고압(약 20bar)의 조건에서 슬러지 농축조(60)에서 유입되는 농축 슬러지를 가수분해한다. 가수분해된 슬러지는 액체 상태로 되고, 이후 결정화 저류조(110)와 결정화 반응조(120)에 순차적으로 유입되어 인 결정화(150) 과정을 거친 후, 소화조(70)에서 소화된다. 소화조(70)에서 소화가 완료된 슬러지는 소화 농축조(80)에서 다시 농축된 후, 탈수기(90)에서 탈수된다. 이때 소화 농축조(80)의 상등액(81)과 탈리여액(91)은 반류수로 다시 침사지(10)로 유입되도록 하였다.The raw sludge 21 and the excess sludge 51 are introduced into the sludge thickening tank 60 and concentrated, and then introduced into the thermal hydrolysis apparatus 65. The thermal hydrolysis apparatus 65 is operated to remove the concentrated sludge from the sludge concentration tank 60 under conditions of high temperature (about 150 ° C) and high pressure (about 20 bar) to methane fermentation of the post- . The hydrolyzed sludge is in a liquid state and then sequentially flows into the crystallization storage tank 110 and the crystallization reaction tank 120 to be crystallized 150 and then digested in the digestion tank 70. The digested sludge in the digestion tank (70) is concentrated again in the digestion concentration tank (80) and dehydrated in the dehydrator (90). At this time, the supernatant liquid 81 and the desorption filtrate 91 of the digestion and concentration tank 80 were introduced into the gills 10 again with counter current.

도 6에 제시된 하·폐수처리시설의 공정 구성도는 높은 암모니아 농도에 의한 소화조(70)의 처리효율 저하를 방지하기 위한 구성도로 열가수분해에 의해 높아진 암모니아 농도를 인 결정화 과정을 통해 낮추어 소화조(70)의 처리효율 저하를 방지한다. 슬러지 농축조(80)에서 농축된 슬러지의 열가수분해 시 암모니아 농도가 약 10 g/L 까지 증가하는데 이와 같은 고농도의 암모니아는 소화조(70)의 처리 능력을 크게 저하시킨다. 따라서 소화조(70) 유입 전에 적절히 암모니아 제거가 필요한 경우가 많으므로 소화조(70) 전단에 인 결정화 시설을 도입하여 인산염의 결정화 반응을 통해 인산염과 함께 암모니아를 회수하고 소화조(70)의 효율도 향상시킬 수 있다.The process diagram of the wastewater treatment facility shown in FIG. 6 is a structure for preventing the deterioration of treatment efficiency of the digester 70 due to a high ammonia concentration. By lowering the ammonia concentration, which is increased by thermal hydrolysis, through phosphorus crystallization, 70 of the first embodiment. The ammonia concentration in the thermal hydrolysis of the concentrated sludge in the sludge concentration tank 80 is increased to about 10 g / L. Such a high concentration of ammonia significantly lowers the disposal capacity of the digester 70. Therefore, it is often necessary to remove ammonia appropriately before entering the digester 70, so that the phosphorus crystallization reaction is introduced to the front of the digester 70 to recover ammonia together with the phosphate, thereby improving the efficiency of the digester 70 .

도 7은 도 6의 변형예이다. 도 7의 구성에 대해서는 도 6의 실시예와의 차이점에 대해서만 설명하도록 한다. 도 7에서는 생 슬러지(21)는 슬러지 농축조(60)를 거치지 않고 바로 소화조(70)로 유입되도록 하였다. 따라서 인산염의 농도가 낮은 슬러지 농축조(61)의 상등액은 결정화 시설에 유입시키지 않고 수처리 공정으로 반송시켜 결정화 시설의 용량을 크게 줄일 수 있다.
Fig. 7 is a modification of Fig. The configuration of Fig. 7 will be described only in the difference from the embodiment of Fig. 7, the raw sludge 21 is directly introduced into the digester 70 without passing through the sludge thickening tank 60. Therefore, the supernatant of the sludge concentration tank 61 having a low concentration of phosphate can be transported to the water treatment process without flowing into the crystallization facility, thereby greatly reducing the capacity of the crystallization facility.

도 8 및 도 9는 음식물 쓰레기 처리 및 축산분뇨 처리에 본 발명의 인 회수 장치를 적용한 공정 흐름도이다. 도 8 및 도 9에서는 인 회수 장치는 한 가지 공정으로만 제시하였으나, 도 2 내지 도 7에 제시된 바와 같이 다양한 변형을 음식물 쓰레기 처리 및 축산 분유 처리에 적합하게끔 변형하여 적용할 수 있는 것으로 이해하여야 한다. 하·폐수처리시설에서 발생하는 고농도 인을 함유한 반류수로부터 인산염을 결정화시켜 유용한 인 자원을 회수하고 생물학적 수처리 공정의 처리능력을 향상하는 본 발명은 도 8과 도 9와 같이 음식물쓰레기처리시설과 축산분뇨처리시설에도 적용이 가능하다. 이는 음식물쓰레기처리시설과 축산분뇨처리시설의 처리공정이 하·폐수처리시설의 슬러지 처리공정과 동일하거나 매우 유사하기 때문이다. Figs. 8 and 9 are process flow charts in which the phosphorus recovery apparatus of the present invention is applied to food waste disposal and livestock manure disposal. In FIGS. 8 and 9, the phosphorus recovery device is shown as a single process. However, it should be understood that various modifications as shown in FIG. 2 to FIG. 7 can be applied to modified food garbage processing and livestock powdering processing . The present invention, which crystallizes phosphate from reflux water containing high-concentration phosphorus generated in a wastewater treatment facility to recover useful phosphorus resources and improves the treatment capacity of the biological water treatment process, It is also applicable to livestock manure treatment facilities. This is because the treatment process of the food waste treatment facility and the livestock manure treatment facility is the same or very similar to the sludge treatment process of the wastewater treatment facility.

음식물쓰레기와 축산분뇨의 처리공정은 크게 전처리, 혐기성 소화 그리고 생물학적 수처리 과정으로 나누어진다. 수거되어 처리시설로 반입된 음식물쓰레기나 축산 분뇨는 우선 전처리 과정을 거치게 된다. 전처리 과정에서 음식물쓰레기는 이물질 제거와 원하는 입경의 크기로 만드는 공정을 통해 액상 슬러리 상태로 만들어지고, 축산분뇨는 토사제거와 고액분리를 통해 분과 뇨로 분리된다. 전처리 과정에서 발생하는 슬러리와 상등액은 혐기성 소화조(70)로 유입되어 처리되는데 메탈발효미생물에 의해 유기물질 대부분이 메탄가스로 산화되어 제거된다. 최종적으로 혐기 소화액은 소화 농축조(80)에서 소화 슬러지와 소화 상등액으로 분리되어 처리되는데 소화 슬러지의 탈수과정에서 발생하는 탈수여액과 소화 상등액은 생물학적 수처리 시설을 통해 처리된 후 방류된다. 그러나 혐기성 소화과정에서 질소와 인은 유기물과 달리 거의 제거가 이루어지지 않기 때문에 소화 상등액은 고농도의 질소와 인산염을 함유하며, 인산염의 농도는 통상 0.8 g-P/L에 이른다. 따라서 생물학적 수처리 시설만으로는 방류수 수질기준을 만족시키기 어려워 화학적 처리를 병행하는 경우가 많으나 높은 운전비용이 문제다. 따라서 하·폐수처리시설의 슬러지 처리공정과 같이 소화 농축조(80) 후단에 난용성 인 회수 장치를 설치하여 고농도의 인을 함유한 소화 상징액으로부터 난용성 인산염 결정화(150)를 통해 유용한 인자원을 회수하고 생물학적 처리시설의 질소와 인 부하량을 줄여 처리효율을 향상시킬 수 있다.
The treatment of food waste and livestock manure is divided into pretreatment, anaerobic digestion and biological water treatment. Food waste and livestock manure collected at the treatment facility are first subjected to a pretreatment process. In the pretreatment process, the food waste is made into a liquid slurry state by removing the foreign matter and making the particle size to a desired size, and the livestock manure is separated into the urine and the urine by the removal of the soil and the solid-liquid separation. The slurry and the supernatant generated in the pretreatment process are introduced into the anaerobic digestion tank 70 and treated. Most of the organic substances are oxidized and removed by the methane gas by the metal fermentation microorganisms. Finally, the anaerobic digestion liquid is separated into digestion sludge and digestion supernatant in the digestion and concentration tank (80). The dehydrated filtrate and digestion supernatant generated in the digestion process of digestion sludge are discharged after being treated through the biological water treatment facility. However, since the nitrogen and phosphorus in the anaerobic digestion process are almost not removed, the digestion supernatant contains high concentrations of nitrogen and phosphate, and the concentration of phosphate is usually 0.8 gP / L. Therefore, biologic water treatment facilities alone are difficult to satisfy the water quality standards of discharged water, so chemical treatment is often performed, but high operation cost is a problem. Therefore, it is also possible to provide an insoluble recovery device at the downstream end of the digestion concentrator (80) as in the sludge treatment process of the sewage and wastewater treatment facility, to recover a useful factor source from the digestion supernatant containing high concentration of phosphorus through the poorly soluble phosphate crystallization And the treatment efficiency can be improved by reducing the nitrogen and phosphorus load of the biological treatment facility.

이하에서는 슬러지 농축조 상등액, 소화 농축조 상등액, 탈수여액 또는 열가수분해장치로부터 입수되는 슬러지로부터 인을 회수하는 인 회수 장치에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 2 내지 도 7에 제시된 바와 같이 인 회수 장치는 결정화 저류조(110), 결정화 반응조(120), pH 조절액 투입부(130) 및 결정화 약품 투입부(130)로 구성된다.Hereinafter, the phosphorus recovery apparatus for recovering phosphorus from the sludge obtained from the sludge thickening tank supernatant, the digestion concentrate supernatant, the dehydration filtrate or the hydrolysis apparatus will be described in more detail. 2 to 7, the phosphorus recovery apparatus includes a crystallization storage vessel 110, a crystallization reaction vessel 120, a pH control liquid injection unit 130, and a crystallization agent input unit 130.

반류수로부터 인을 회수하는 방법으로는 난용성 인산염을 만들어 회수하는 MAP법과 HAP법이 경제적이고 효율적이다. MAP는 스트러바이트(Struvite)로 알려져 있으며, 결정의 화학식은 MgNH4PO46H2O이다. 물리적 성질은 비중이 1.7로 열을 가하면 분해되고 물에 용해도가 낮지만 산성용액에서는 높은 용해성을 가지며 알칼리성 용액에서는 불용성이다. MAP는 암모니아 1몰과 인산 1몰로 구성되어 있어 인산염과 암모니아성 질소를 동시에 효율적으로 제거할 수 있는 방법이다. MAP법은 인산염과 암모니아 이온을 함유한 처리 대상액에 마그네슘 이온을 첨가하고 소정의 pH 영역에서 다음과 같은 결정화 반응을 통해 6수염결정을 화학식 1과 같이 생성한다.As a method of recovering phosphorus from the reflux water, the MAP method and the HAP method which make and recover the poorly soluble phosphate are economical and efficient. MAP is known as struvite, and the crystal formula is MgNH 4 PO 4 6 H 2 O. Its physical properties are decomposed when heated to a specific gravity of 1.7 and has a low solubility in water but high solubility in acidic solutions and insoluble in alkaline solutions. MAP is composed of 1 mole of ammonia and 1 mole of phosphoric acid, and it is a method which can efficiently remove phosphate and ammonia nitrogen simultaneously. In the MAP method, magnesium ions are added to a treatment liquid containing phosphate and ammonia ions, and a hexagonal crystal is formed as shown in Formula 1 through the following crystallization reaction in a predetermined pH region.

Figure 112012079495911-pat00003
Figure 112012079495911-pat00003

MAP는 기존 하수처리장의 혐기성 소화조의 라인에 많이 형성되는 것으로 알려져 있는데 이는 혐기성 소화조의 특성상 혐기 소화액이 고농도의 암모니아성 질소와 인산염을 함유하고 결정화가 일어나기에 적절한 pH를 유지하고 있기 때문이다. 따라서 고농도의 암모니아성 질소와 인산염을 함유한 반류수의 경우, 인과 질소를 동시에 회수하여 활용할 수 있는 MAP법이 가장 적절한 결정화 방법 중의 하나이다. MAP is known to be formed in the line of the anaerobic digestion tank of the existing sewage treatment plant because the anaerobic digestion liquid contains ammonia nitrogen and phosphate at a high concentration and maintains a proper pH for the crystallization. Therefore, MAP method is one of the most suitable crystallization methods to recover phosphorus and nitrogen at the same time in the case of the reflux water containing ammonia nitrogen and phosphate at high concentration.

한편 HAP은 칼슘 5몰과 인산염 3몰로 구성되어 있으며, 화학식은 Ca5(PO4)3(OH)으로 결정은 육방정계에 속하고 육각기둥 모양, 육각판 모양으로 산출된다. 물리적 성질은 비중이 3.16으로 인광석의 주성분이기 때문 경제적 가치가 높은 광물이다. HAP법은 고농도의 인산염을 함유한 반려수에 칼슘을 첨가하고 소정의 pH 영역에서 화학식 2와 같은 결정화 반응을 통해 HAP를 생성한다.On the other hand, HAP consists of 5 moles of calcium and 3 moles of phosphate, and its chemical formula is Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH). The crystal belongs to the hexagonal system and has hexagonal columnar shape and hexagonal shape. The physical property is 3.16, which is the main component of phosphorus. It is a mineral with high economic value. In the HAP method, calcium is added to a high-concentration phosphate-containing water, and HAP is produced through a crystallization reaction such as the formula (2) in a predetermined pH range.

Figure 112012079495911-pat00004
Figure 112012079495911-pat00004

슬러지 발생량이 적고 장기간 안정적인 효율을 얻을 수 있으며, 소요되는 면적이 적어 기존 처리시설에 도입이 용이한 시설이다.
Sludge generation is low, long-term stable efficiency can be obtained, and it is easy to introduce into existing treatment facilities because of its small area.

도 10은 본 발명의 인 회수 장치를 개략적으로 도시한 장치 구성도이다. 결정화 저류조(110)는 반류수 유입밸브(101)가 구비되고, 결정화가 일어나기 적절한 pH가 유지된 저류된 반류수가 결정화 반응조(120)로 유출하기 위한 유출밸브(102)가 구비되며, 반류수의 pH 조정과 침전을 방지하는 교반기(103), 유입 반류수의 pH조절를 위한 pH 계측기(104), 결정화 저류조(110)의 수위를 파악할 수 있는 수위계(105)가 설치되어 있다.Fig. 10 is a device configuration diagram schematically showing the phosphorus recovery device of the present invention. The crystallization storage tank 110 is provided with a reflux water inlet valve 101 and is provided with an outlet valve 102 for discharging the reserved reflux water maintained at a proper pH for crystallization to the crystallization reaction tank 120, an agitator 103 for preventing pH adjustment and precipitation, a pH meter 104 for adjusting the pH of the influent recirculated water, and a water level gauge 105 for monitoring the water level of the crystallization storage tank 110 are provided.

결정화 저류조(110)의 기능은 생물학적 고도처리 시설의 슬러지 처리공정에서 발생하는 소량의 반류수 발생량을 일시 저류하고 결정화 반응조(120)에서 결정화 현상을 위하여 pH 조절액 투입부(130)로부터 투입되는 pH 조절액을 이용하여 최적의 pH 범위를 유지하도록 하는 기능이 필요하다.The function of the crystallization storage tank 110 is to temporarily store a small amount of generated unreacted water generated in the sludge treatment process of the biological advanced treatment facility and to adjust the pH to be supplied from the pH adjusting solution input unit 130 for crystallization in the crystallization reaction tank 120 It is necessary to use the regulator to maintain the optimum pH range.

또한 결정화 저류조(110)의 형태는 사각형 및 원형으로 하는 것이 바람직하며, 조의 용량 즉 체류시간은 15~20분 정도가 적당하며 설비의 경제성과 적은 면적에 설치가 가능한 특징이 있다.Further, the shape of the crystallization storage tank 110 is preferably rectangular and circular, and the capacity of the bath, that is, the residence time is suitably about 15 to 20 minutes, and it is possible to install the crystallization storage tank 110 with economical efficiency and small area.

도 10의 바람직한 실시예에 따른 결정화 반응조(120)는 결정화가 일어나기 위한 최적의 pH가 유지된 결정화 저류조(110)내 반류수가 결정화 반응조(120)로 유입되는 유입밸브(201)와 인산염 결정화에 따른 인 제거된 반류수가 수처리 공정으로 반송되는 반류수 유출밸브(202)가 구비된다.The crystallization reaction tank 120 according to the preferred embodiment of FIG. 10 includes an inlet valve 201 into which the recycle water in the crystallization storage tank 110 maintaining the optimum pH for crystallization flows into the crystallization reaction tank 120, There is provided a reflux water outlet valve 202 in which the removed reflux water is returned to the water treatment process.

인산염 결정화 반응조(120)에는 결정화 현상을 위하여 인 결정화 반응 약품탱크(140)로부터 약품이 유입되고 유입된 약품을 이용하여 결정화를 위해 일정한 속도로 반류수를 휘저으며 섞어주는 교반기(203)가 결정화 반응조(120) 내부에 장착된다.In the phosphate crystallization reaction tank 120, a stirrer 203 is provided for introducing the drug from the crystallization reaction chemical tank 140 and mixing the reflux water at a constant rate for crystallization using the introduced drug, (Not shown).

또한 결정화 반응조(120)는 내부의 반류수의 수위를 파악할 수 있는 수위계(204)와 결정화 현상 반응시간을 조절하는 타임 조절기(205)를 더 구비한다. 반류수의 인산염 결정화 반응조(120)에서 적절한 교반에 의하여 난용성 인산염 결정체(206)가 형성된다. The crystallization reaction tank 120 further includes a water level meter 204 for monitoring the level of the internal reflux water and a time controller 205 for controlling the crystallization reaction time. The poorly soluble phosphate crystals 206 are formed by appropriate stirring in the reaction tank 120 of the phosphite crystallization reaction tank.

이에 따른 인산염 결정체(206)가 형성되고 이 결정체(206)의 물리적 성질은 비중이 1.7~3.16으로 인광석의 주성분이기 때문에 결정체(206)는 경제적 가치가 높은 광물로서 회수하여 재활용이 가능토록 기능을 가진 것이 기술적 특징이다.Since the phosphate 206 is formed and the specific gravity of the crystal 206 is 1.7 to 3.16, it is a main component of the phosphate. Therefore, the crystal 206 is a mineral having a high economic value and functions so as to be recovered and recycled. It is a technical feature.

결정화 반응조(120)의 형태는 사각형 및 원형으로 하는 것이 바람직하며, 일반적으로 콘크리트구조를 사용하거나 산이나 알칼리에 부식되지 않는 재질로 이루어져 내식성, 내구성의 안정화된 재질을 사용한다. 반응조의 용량은 소량의 반류수 유입량의 20분 정도 체류시간을 확보하면 가능하여 반응조 설치시 경제성을 확보할 수 있다.
The shape of the crystallization reaction tank 120 is preferably rectangular and circular, and is generally made of a concrete structure or a material which is not corroded by acid or alkali, and is made of a material having stabilized corrosion resistance and durability. The capacity of the reaction tank can be secured by securing a residence time of about 20 minutes of a small amount of recirculated water inflow, thereby ensuring economical efficiency in the installation of the reaction tank.

도 10의 바람직한 실시예에 따른 약품공급시설은 결정화 저류조(110)에 최적의 pH범위를 조절하기 위한 pH 조절액 공급을 위한 pH 조절액 투입부(130), 인 결정화 반응조(120)에 난용성 인산염 결정화를 위한 마그네슘 또는 칼슘 등을 공급하는 결정화 약품 투입부(140)로 구비된다.The drug supply facility according to the preferred embodiment of FIG. 10 includes a pH regulating solution inlet 130 for supplying a pH regulating solution for adjusting the optimum pH range to the crystallization storage bath 110, And a crystallization agent input portion 140 for supplying magnesium or calcium for phosphate crystallization.

pH 조절액 투입부(130)의 pH 조절액의 공급은 결정화 저류조(110)와 인산염 결정화 반응조(120)에 공급 가능토록 주입설비를 구비하여 현장 여건에 따라 결정화 저류조(110)를 사용하지 않을 경우에도 운영이 되도록 하여야 한다. 즉, 경우에 따라서는 결정화 저류조(110)를 설치하지 않고 결정화 반응조(120)만을 구비하고 이에 pH 조절액을 투입하는 것이 가능하도록 하는 것도 좋다.The pH control liquid is supplied to the crystallization storage tank 110 and the phosphate crystallization tank 120 so that the pH control liquid can be supplied to the crystallization storage tank 110. When the crystallization storage tank 110 is not used . That is, in some cases, it is also possible to provide only the crystallization reaction tank 120 without installing the crystallization storage tank 110, and to allow the pH adjustment liquid to be supplied thereto.

pH 조절액 투입부(130) 및 결정화 약품 투입부(140)에는 약품의 응고나 침전을 방지하기 위하여 교반시설을 갖추는 것이 바람직하며, 약품에 대하여 내알칼리, 내식 및 내구성이 뛰어난 재질로 사용하여야 한다.It is preferable to provide an agitating facility in order to prevent the coagulation or sedimentation of the drug in the pH regulating liquid injecting unit 130 and the crystallization drug injecting unit 140 and it should be used as a material having excellent alkali resistance, corrosion resistance and durability against chemicals .

pH 조절액 투입부(130) 및 결정화 약품 투입부(140)으로 구성된 약품의 주입시설은 주입량의 조절이 용이하여야 하고 신뢰성이 있어야 하며, 또한 적당한 범위에서 자유롭게 조정할 수 있는 약품정량 주입펌프 등 약품주입시설이 필요하다.
The chemical injection unit including the pH control liquid input unit 130 and the crystallization chemical input unit 140 must be easy to control the injection amount and be reliable and can also be freely adjusted in a suitable range. Facilities are needed.

도 11은 바람직한 실시예에 따른 결정화 반응조(120)의 형상 및 구조와 슬러지 반류수에 결정화를 위한 반응제 투입 후 교반에 의하여 인산염 결정체(206)가 형성되고 결정체를 인출하여 회수하는 장치에 대한 실시 구성도이다. 도 11a는 결정화 반응조의 평면도이고, 도 11b는 도 11a에서 A-A'의 단면도를 도시한 것이고, 도 11c는 도 11a에서 B-B' 의 단면도를 도시한 것이다.FIG. 11 is a schematic view showing a configuration of a crystallization reaction tank 120 according to a preferred embodiment of the present invention and a device for withdrawing and recovering crystals by forming phosphate crystals 206 by stirring the reactants for crystallization into the sludge counter current water FIG. Fig. 11A is a plan view of the crystallization reaction tank, Fig. 11B is a sectional view of A-A 'in Fig. 11A, and Fig. 11C is a sectional view of B-B' in Fig. 11A.

결정화 반응조(120)의 구조는 결정화 저류조(110)로부터 유입되는 반류수의 유입수로(213), 인산염 결정 반응제를 반류수의 난용성 인산염과의 신속하게 분산시켜 혼합이 극대화를 이루기 위하여 교반을 위한 혼화조(214), 인산염 결정체(206)의 원활한 인출을 위한 2개 이상의 수로형상의 스크류콘베이어 간벽(213), 인산염 결정체(206)을 밖으로 인출하고 반류수의 반송을 위한 맨홀를 구비한다.The structure of the crystallization reaction tank 120 is configured such that the reaction water 213 flowing into the reflux water flowing from the crystallization storage tank 110 is rapidly dispersed with the weakly soluble phosphate of the reflux water to stir the mixture Two or more channel-shaped screw conveyor barrier walls 213 for smoothly drawing out the phosphate crystals 206, and a manhole for withdrawing the phosphate crystals 206 out and returning the countercurrent water.

인산염 결정체(206)의 인출을 위한 설비 구성은 전력 구동부를 갖는 스크류콘베이어(207), 인산염이 제거된 반류수와 인산염 결정체(206)을 인출하기 위한 유출수문(208), 인산염 결정체(206)을 최종 밖으로 인출하기 위한 결정체 수집 간이스크린(209), 간이스크린을 지지하는 스크린 지지대(212), 간이스크린(209)를 밖으로 인출하기 위한 지브크레인(211), 인산염 결정체(206)를 간이스크린(209)으로 원할히 유도하기 위한 결정체 유도장치(210)를 구성한다.The apparatus for extracting the phosphate crystals 206 includes a screw conveyor 207 having a power driving unit, an outflow water source 208 for withdrawing phosphate-free reflux water and the phosphate crystals 206, a phosphate crystals 206 A screen support 212 supporting the simple screen 209, a jib crane 211 for withdrawing the simple screen 209, a phosphite crystal 206 to the simplified screen 209 ) To form a crystal inducing device 210 for smoothly inducing the crystals.

인산염 결정체(206) 즉 인광석을 인출 및 회수하는 방법은 인산염 결정화 반응조(200)에서 교반에 의해 일정크기의 인산염 결정체(206)가 형성 침전되면 유출수문(208)을 열고 스크류콘베이어(207)를 가동한다 스크류콘베이어(207)는 침전된 결정체 즉 인광석을 유출수문(208) 방향으로 유도하고 결정체 유도장치(210)을 통하여 결정체 수집을 위한 간이스크린(209)에 수지되고 간이스크린(209)은 지브크레인(211)에 의해 최종 인출하여 인 회수를 수행하게 된다.A method of extracting and recovering phosphate crystals 206, that is, phosphates, is a method in which phosphate crystals 206 of a predetermined size are formed and precipitated by stirring in a phosphate crystallization reaction vessel 200, and then the outlet water gate 208 is opened and the screw conveyor 207 is operated The screw conveyor 207 guides the precipitated crystals, that is, phosphorus, in the direction of the outflow gate 208 and is resinized on a simple screen 209 for collecting crystals through a crystal guiding device 210, and the simple screen 209 is connected to a jib crane (211) to perform the phosphorus recovery.

난용성 인산염이 제거된 슬러지 반류수는 인산염 결정체(206) 인출과 함께 유출수문(208)으로 유출되고 간이스크린(209)을 통과 반류수 유출조를 통해 수처리시설로 반송하게 된다.
The sludge counterflow water from which the poorly soluble phosphate is removed flows out to the outflow gate 208 together with the phosphate crystals 206 and is returned to the water treatment facility through the simple screen 209 and the counterflow water outflow tank.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시 되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확히 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 상상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여려가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.While the preferred embodiments of the present invention have been described and illustrated above using specific terms, such terms are used only for the purpose of clarifying the invention, and it is to be understood that the embodiments of the invention and the described terminology are intended to cover various modifications, It is obvious that various changes and changes can be made without departing from the scope of the present invention. Such modified embodiments should not be understood individually from the spirit and scope of the present invention, but should be regarded as being within the scope of the claims of the present invention.

1: 유입수 10: 침사지
20: 1차 침전지 21: 생 슬러지
30: 생물반응조 51: 잉여 슬러지
50: 2차 침전지 60: 슬러지 농축조
61: 농축조 상등액 65: 열가수분해장치
70: 소화조 80: 소화 농축조
81: 소화 농축조 상등액 90: 탈수기
91: 탈수여액 100: 방류수
110: 결정화 저류조 120: 결정화 반응조
130: pH 조절액 투입부 140: 결정화 약품 투입부
150: 인 결정
1: influent 10:
20: primary settling tank 21: raw sludge
30: Bioreactor 51: Surplus sludge
50: Secondary settling tank 60: Sludge thickener tank
61: Enrichment tank supernatant 65: Thermal hydrolysis apparatus
70: digester 80: digester thickener
81: Digestion concentrate supernatant 90: Dehydrator
91: dehydrated filtrate 100: effluent
110: crystallization storage tank 120: crystallization tank
130: pH adjusting liquid injecting part 140: Crystallizing agent injecting part
150:

Claims (11)

유입되는 하수 또는 폐수로부터 토사를 제거하는 침사지와, 상기 침사지로부터 유입되는 유입수를 침전시키는 1차 침전지와, 상기 1차 침전지로부터 유입되는 유입수를 미생물을 이용하여 처리하는 생물반응조와, 상기 생물반응조로부터 유입되는 유입수를 침전시키는 2차 침전지를 포함하는 하·폐수처리시설에 있어서,
상기 2차 침전지로부터 발생되는 잉여 슬러지를 농축시키는 슬러지 농축조와,
상기 슬러지 농축조로부터 유입되는 슬러지를 가수분해하는 열가수분해장치와,
상기 열가수분해장치에서 가수분해된 슬러지에 pH 조절액을 투입하여 pH를 조절하고 결정화 약품을 투입하여 인 결정을 생성하는 인 결정화 장치와,
상기 인 결정화 장치를 거친 유입수를 소화시키는 소화조와,
상기 소화조에서 소화된 슬러지를 입력받아 이를 농축시키는 소화 농축조와,
상기 소화 농축조에서 농축된 슬러지를 탈수하는 탈수기를 포함하고,
상기 탈수기에서 탈수된 탈리여액을 상기 인 결정화 장치에 투입되는 것을 특징으로 하는 하·폐수처리시설.
A first settling tank for settling inflow water flowing from the gilt-bed; a bioreactor for treating the inflow water introduced from the first settler using microorganisms; 1. A wastewater treatment facility comprising a secondary settling tank for settling influent water to be introduced therein,
A sludge concentration tank for concentrating excess sludge generated from the secondary settling basin,
A thermal hydrolysis device for hydrolyzing the sludge introduced from the sludge concentration tank,
A crystallization device for adding phosphorus to the sludge hydrolyzed in the hydrolysis device to adjust the pH of the sludge,
A digester for digesting inflow water that has passed through the phosphorus crystallization device,
A digestion concentrating tank for receiving digested sludge from the digestion tank and concentrating the digested sludge,
And a dehydrator for dehydrating the concentrated sludge in the digestion concentration tank,
And the desorption filtrate dehydrated in the dehydrator is introduced into the phosphorus crystallization apparatus.
제1항에 있어서,
상기 1차 침전지로부터 생산되는 생 슬러지는 상기 소화조로 유입되는 것을 특징으로 하는 하·폐수처리시설.
The method according to claim 1,
Wherein the raw sludge produced from the primary settling tank flows into the digester.
유입되는 하수 또는 폐수로부터 토사를 제거하는 침사지와, 상기 침사지로부터 유입되는 유입수를 침전시키는 1차 침전지와, 상기 1차 침전지로부터 유입되는 유입수를 미생물을 이용하여 처리하는 생물반응조와, 상기 생물반응조로부터 유입되는 유입수를 침전시키는 2차 침전지를 포함하는 하폐수처리시설에 있어서,
상기 2차 침전지로부터 발생되는 잉여 슬러지를 농축시키는 슬러지 농축조와,
상기 슬러지 농축조를 거친 슬러지를 소화시키는 소화조와,
상기 소화조에서 소화된 슬러지를 입력받아 이를 농축시키는 소화 농축조와,
적어도 상기 소화 농축조로부터 상등액을 유입 받은 후, pH 조절액을 투입하여 pH를 조절하고 결정화 약품을 투입하여 인 결정을 생성하는 인 결정화 장치와,
상기 소화 농축조에서 농축된 슬러지를 탈수하는 탈수기를 포함하고,
상기 탈수기에서 탈수된 탈리여액을 상기 인 결정화 장치에 투입되는 것을 특징으로 하며,
상기 인 결정화 장치는
유입되는 유입수를 일시 저장하는 결정화 저류조와,
pH 조절액을 저장하고 상기 결정화 저류조에 유입된 유입수에 pH 조절액을 투입하는 pH 조절액 투입부와,
상기 결정화 저류조로부터 pH가 조절된 유입수를 유입 받은 후, 유입수로부터 인산염 결정을 생성하는 결정화 반응조, 및
인산염 결정을 생성하는 약품을 저장하고 상기 결정화 반응조에 결정화 약품을 투입하는 결정화 약품 투입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하폐수처리시설.
A first settling tank for settling inflow water flowing from the gilt-bed; a bioreactor for treating the inflow water introduced from the first settler using microorganisms; 1. A wastewater treatment facility comprising a secondary settler that precipitates inflow water,
A sludge concentration tank for concentrating excess sludge generated from the secondary settling basin,
A digester for digesting the sludge passed through the sludge concentration tank,
A digestion concentrating tank for receiving digested sludge from the digestion tank and concentrating the digested sludge,
A phosphorus crystallization device that receives at least the supernatant from the digestion-concentrating tank and then adjusts the pH by inputting a pH control solution and inputs crystallization agent to produce phosphorus crystals;
And a dehydrator for dehydrating the concentrated sludge in the digestion concentration tank,
Characterized in that the desorption filtrate dehydrated in the dehydrator is introduced into the phosphorus crystallization apparatus,
The phosphorus crystallization apparatus
A crystallization storage tank for temporarily storing inflow water to be introduced,
a pH control liquid inlet for storing a pH control liquid and inputting a pH control liquid to the influent water flowing into the crystallization storage vessel;
A crystallization reaction tank which receives influent whose pH is controlled from the crystallization storage tank and then generates phosphate crystals from the influent;
And a crystallization agent input unit for storing a chemical for generating a phosphate crystal and inputting a crystallization agent into the crystallization reaction vessel.
제3항에 있어서,
상기 1차 침전지로부터 생산되는 생 슬러지는 상기 소화조로 유입되는 것을 특징으로 하는 하폐수처리시설.
The method of claim 3,
And the raw sludge produced from the primary settling tank flows into the digester.
제3항에 있어서,
상기 1차 침전지로부터 생산되는 생 슬러지가 상기 슬러지 농축조로 유입되는 것을 특징으로 하는 하폐수처리시설.
The method of claim 3,
Wherein the raw sludge produced from the primary settling tank flows into the sludge concentration tank.
제3항 내지 제5항 중에서 선택된 어느 한 항에 있어서,
상기 슬러지 농축조와 상기 소화조 사이에는 열가수분해장치가 더 구비되고, 상기 열가수분해장치는 상기 슬러지 농축조로부터 유입되는 슬러지를 가수분해하여 상기 소화조로 전달하는 것을 특징으로 하는 하폐수처리시설.
6. The method according to any one of claims 3 to 5,
Wherein a thermohydrolysis device is further provided between the sludge concentration tank and the digester, and the hydrolysis device transfers hydrolysis of the sludge introduced from the sludge concentration tank to the digester.
제3항에 있어서,
상기 슬러지 농축조의 상등액도 상기 인 결정화 장치로 유입되는 것을 특징으로 하는 하폐수처리시설.
The method of claim 3,
And a supernatant of the sludge concentration tank is also introduced into the phosphorus crystallization apparatus.
유입되는 음식물쓰레기 또는 축산분뇨에 포함된 이물질 및 토사를 제거하는 전처리조를 포함하는 음식물쓰레기·축산분뇨처리시설에 있어서,
상기 전처리조를 거친 슬러지를 가수분해하는 열가수분해장치와,
상기 열가수분해장치에서 가수분해된 슬러지에 pH 조절액을 투입하여 pH를 조절하고 결정화 약품을 투입하여 인 결정을 생성하는 인 결정화 장치와,
상기 인 결정화 장치를 거친 유입수를 소화시키는 소화조와,
상기 소화조에서 소화된 슬러지를 입력받아 이를 농축시키는 소화 농축조와,
상기 소화 농축조에서 농축된 슬러지를 탈수하는 탈수기를 더 포함하고,
상기 탈수기에서 탈수된 탈리여액을 상기 인 결정화 장치에 투입되는 것을 특징으로 하고,
상기 인 결정화 장치는
유입되는 유입수를 일시 저장하는 결정화 저류조와,
pH 조절액을 저장하고 상기 결정화 저류조에 유입된 유입수에 pH 조절액을 투입하는 pH 조절액 투입부와,
상기 결정화 저류조로부터 pH가 조절된 유입수를 유입 받은 후, 유입수로부터 인산염 결정을 생성하는 결정화 반응조, 및
인산염 결정을 생성하는 약품을 저장하고 상기 결정화 반응조에 결정화 약품을 투입하는 결정화 약품 투입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기·축산분뇨처리시설.
A food garbage / livestock manure treatment facility comprising a pretreatment tank for removing foreign matter and gravel contained in incoming food waste or livestock manure,
A thermohydrolysis device for hydrolyzing the sludge obtained through the pretreatment tank,
A crystallization device for adding phosphorus to the sludge hydrolyzed in the hydrolysis device to adjust the pH of the sludge,
A digester for digesting inflow water that has passed through the phosphorus crystallization device,
A digestion concentrating tank for receiving digested sludge from the digestion tank and concentrating the digested sludge,
Further comprising a dehydrator for dehydrating the concentrated sludge in the digestion concentrator,
Characterized in that the desorption filtrate dehydrated in the dehydrator is introduced into the phosphorus crystallization apparatus,
The phosphorus crystallization apparatus
A crystallization storage tank for temporarily storing inflow water to be introduced,
a pH control liquid inlet for storing a pH control liquid and inputting a pH control liquid to the influent water flowing into the crystallization storage vessel;
A crystallization reaction tank which receives influent whose pH is controlled from the crystallization storage tank and then generates phosphate crystals from the influent;
And a crystallization agent input part for storing a chemical for producing phosphate crystals and injecting a crystallization agent into the crystallization reaction vessel.
삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020120108840A 2012-09-28 2012-09-28 Sewage and wastewater treatment system with crystallization apparatus for phosphorus recovery KR101861072B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120108840A KR101861072B1 (en) 2012-09-28 2012-09-28 Sewage and wastewater treatment system with crystallization apparatus for phosphorus recovery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120108840A KR101861072B1 (en) 2012-09-28 2012-09-28 Sewage and wastewater treatment system with crystallization apparatus for phosphorus recovery

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120009051A Division KR101261232B1 (en) 2012-01-30 2012-01-30 Sewage and wastewater treatment system with crystallization apparatus for phosphorus recovery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130087992A KR20130087992A (en) 2013-08-07
KR101861072B1 true KR101861072B1 (en) 2018-07-05

Family

ID=49214539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120108840A KR101861072B1 (en) 2012-09-28 2012-09-28 Sewage and wastewater treatment system with crystallization apparatus for phosphorus recovery

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101861072B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200134884A (en) 2019-05-24 2020-12-02 하승수 System and method treating sewage and wastewater to recover biosolids and phosphorus

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102025867B1 (en) * 2017-07-13 2019-09-27 씨제이제일제당 주식회사 A method for recovering and recycling phosphoric acid from a fermentation liquor or a fermentation waste liquor

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100837698B1 (en) * 2007-09-03 2008-06-13 주식회사 피엠씨코리아 A device capable of removal the nitrogen, phosphorus and etc. from sludge
US20100170845A1 (en) * 2008-02-01 2010-07-08 Robert Baur Waste activated sludge phosphorus and magnesium stripping process and struvite production system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100837698B1 (en) * 2007-09-03 2008-06-13 주식회사 피엠씨코리아 A device capable of removal the nitrogen, phosphorus and etc. from sludge
US20100170845A1 (en) * 2008-02-01 2010-07-08 Robert Baur Waste activated sludge phosphorus and magnesium stripping process and struvite production system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200134884A (en) 2019-05-24 2020-12-02 하승수 System and method treating sewage and wastewater to recover biosolids and phosphorus
KR102252690B1 (en) * 2019-05-24 2021-05-14 하승수 System and method treating sewage and wastewater to recover biosolids and phosphorus

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130087992A (en) 2013-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Suzuki et al. Removal of phosphate, magnesium and calcium from swine wastewater through crystallization enhanced by aeration
RU2454374C2 (en) System for extracting struvite
US8444861B2 (en) Method and apparatus using hydrogen peroxide and microwave system for slurries treatment
US9328006B2 (en) Removal and recovery of phosphate from liquid streams
WO2005049511A1 (en) Method of formation/recovery of magnesium ammonium phosphate and apparatus therefor
KR101462033B1 (en) Sewage and wastewater treatment system with crystallization apparatus for phosphorus recovery
Lin et al. Phosphorus removal and recovery from digestate after biogas production
CN104761114A (en) Enhanced wastewater phosphorus removal method
US20210317016A1 (en) Methods and apparatus for nutrient and water recovery from waste streams
CN104961306A (en) Treatment method cattle farm culture wastewater
Krishnamoorthy et al. Engineering principles and process designs for phosphorus recovery as struvite: A comprehensive review
WO2007023170A1 (en) Device and method for treating waste waters
JP5726576B2 (en) Method and apparatus for treating organic waste
KR101288952B1 (en) Sewage sludge treatment system using microorganism
CN101973669A (en) Electric power storage (EPS) waste water treatment technique
Deng et al. The treatment of pig slurry by a full-scale anaerobic-adding raw wastewater-intermittent aeration process
KR20000021183A (en) Method for managing wastewater including high concentrated organic matter.
US11358892B2 (en) Method for recovering phosphorus from sludge and plant thereof
KR101861072B1 (en) Sewage and wastewater treatment system with crystallization apparatus for phosphorus recovery
Fatone et al. Biological short-cut nitrogen removal from anaerobic digestate in a demonstration sequencing batch reactor
KR101261232B1 (en) Sewage and wastewater treatment system with crystallization apparatus for phosphorus recovery
CN202449962U (en) System for treating high-salinity wastewater from chemical industry
KR101278475B1 (en) Sludge Treatment Facility Combining Swirl Flow Type Inorganic Sludge Selective Discharge Device and Bioreactor
JP2006122861A (en) Apparatus for treating organic waste water
EP1090886A2 (en) A method of treating sludge and a method of treating organic waste water comprising the same

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant