KR101961671B1 - Apparatus of livestock wastewater treatment and method of operating the same - Google Patents

Apparatus of livestock wastewater treatment and method of operating the same Download PDF

Info

Publication number
KR101961671B1
KR101961671B1 KR1020160148892A KR20160148892A KR101961671B1 KR 101961671 B1 KR101961671 B1 KR 101961671B1 KR 1020160148892 A KR1020160148892 A KR 1020160148892A KR 20160148892 A KR20160148892 A KR 20160148892A KR 101961671 B1 KR101961671 B1 KR 101961671B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
livestock wastewater
catalytic
bubble generator
foreign matter
wastewater
Prior art date
Application number
KR1020160148892A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20180051931A (en
Inventor
장재경
강석원
성제훈
강연구
김영화
김태영
진유정
Original Assignee
대한민국
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 대한민국 filed Critical 대한민국
Priority to KR1020160148892A priority Critical patent/KR101961671B1/en
Publication of KR20180051931A publication Critical patent/KR20180051931A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101961671B1 publication Critical patent/KR101961671B1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/725Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation by catalytic oxidation
    • 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
    • C02F1/58Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/06Treatment of sludge; Devices therefor by oxidation
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Abstract

축산 폐수 처리 장치 및 그 동작 방법이 제공된다. 본 발명에 따르면, 상기 축산 폐수 처리 장치 및 그 동작 방법은 버블 발생기, 촉매 반응기, 저장조, 이물제거유로, 촉매순환유로 및 밸브부를 포함하는 분리형 축산 폐수 처리 장치를 제공함으로써, 이물질이 선 제거된 축산 폐수를 촉매층에 투입함으로써, 장수명의 촉매층 사용이 가능하고, 폐수 처리 효율이 높은 상기 축산 폐수 처리 장치 및 그 동작 방법을 제공할 수 있다.An apparatus for treating animal wastewater and an operation method thereof are provided. According to the present invention, there is provided a livestock wastewater treatment apparatus and a method of operating the same, comprising a bubble generator, a catalytic reactor, a storage tank, It is possible to provide a livestock wastewater treatment apparatus and an operation method thereof that can use a catalyst bed having a long life by injecting wastewater into a catalyst bed and have high effluent treatment efficiency.

Description

축산 폐수 처리 장치 및 그 동작 방법{APPARATUS OF LIVESTOCK WASTEWATER TREATMENT AND METHOD OF OPERATING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an apparatus for treating livestock wastewater,

본 발명은 축산 폐수 처리 장치 및 그 동작 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 축산 폐수를 마이크로 버블 형태로 변형시킨 후 촉매 변환기를 통과시킴으로써, 축산 폐수 내에 포함된 질소 및 인을 제거하는 축산 폐수 처리 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an apparatus for treating livestock wastewater and, more particularly, to a livestock wastewater treatment apparatus for removing nitrogen and phosphorus contained in livestock wastewater by passing livestock wastewater through micro- And a method of operating the same.

화석에너지원의 고갈 및 지구온난화의 환경 문제로 인해 친환경 대체에너지에 대한 관심이 높아지면서, 미생물을 촉매로 사용하여 폐수 처리와 에너지 생성을 동시에 수행하는 미생물 연료전지가 주목받고 있다. With the increasing concern for environmentally friendly alternative energy due to the exhaustion of fossil energy sources and the global warming, microbial fuel cells that use wastewater treatment and energy generation simultaneously using microorganisms as catalysts have attracted attention.

그 중에서도 다량의 유기오염물질을 포함하는 축산 폐수가 미생물 연료전지의 에너지원으로 대두되고 있다.Among them, livestock wastewater containing a large amount of organic pollutants is emerging as an energy source for microbial fuel cells.

그러나, 축산 폐수는 유기 물질뿐 아니라 고농도의 질소 화합물을 포함하고 있다. 축산 폐수 내의 포함된 암모니아성질소(NH3)나 질산성질소와 같은 질소 화합물은 미생물 연료전지의 음극부에서 전자 수용체로 작용하거나 또는 저해제로 작용함으로써 전류 발생을 감소시키는 원인으로 작용한다. 이에, 현재 축산 폐수의 대부분은 퇴비 또는 액비로만 이용하고 있는 실정이다.However, livestock wastewater contains high concentrations of nitrogen compounds as well as organic substances. Nitrogen compounds such as ammonia nitrogen (NH3) and nitrate nitrogen contained in livestock wastewater act as electron acceptors or act as inhibitors in the cathode section of a microbial fuel cell, thereby reducing current generation. Therefore, most of the livestock wastewater is currently used only as compost or liquid fertilizer.

따라서, 축산 폐수를 미생물연료전지의 에너지원으로 적용하기 위해서는 전류 발생에 저해 원인이 질소 화합물을 제거하기 위한 전처리 시스템이 필요하다.Therefore, in order to apply livestock wastewater as an energy source for a microbial fuel cell, a pretreatment system for removing nitrogen compounds which is a cause of inhibiting current generation is needed.

이에 본 출원인이 출원한 대한민국 등록특허 10-1570796(발명의 명칭: 폐수 내 질소 처리 시스템)에서는 촉매층, 촉매층 위에 위치한 상층조, 촉매층 아래에 위치한 하층조, 촉매층과 하층조 사이에 설치된 제1 다공판, 및 촉매층과 상층조 사이에 설치된 제2 다공판을 포함하는 반응조, 상층조 내부에 위치한 유입구 및 하층조 내부에 위치하며 마이크로 버블을 발생시키는 노즐을 포함하는 유출구를 가지는 폐수 순환 파이프, 폐수 순환 파이프를 통해 상층조에 저장된 폐수를 하층조로 순환시키기 위한 펌프 및 폐수 순환 파이프와 연결되어 산화제를 소정의 주입 속도로 순환 파이프 내에 주입하는 산화제 주입장치를 포함함으로써, 마이크로 버블화 된 축산 폐수를 촉매층에 통과시키는 과정을 반복 수행함으로써 축산 폐수 내 질소를 처리하는 폐수 내 질소 처리 시스템이 개시되어 있다.In the Korean Patent No. 10-1570796 filed by the present applicant (entitled "Nitrogen Treatment System in Wastewater"), an upper layer tank located above the catalyst layer, a lower layer tank below the catalyst layer, And a second porous plate provided between the catalyst layer and the upper layer tank, a waste water circulation pipe having an inlet located inside the upper tank and an outlet including a nozzle for generating microbubbles, A pump for circulating the wastewater stored in the upper layer tank to the lower layer through the circulation pipe, and an oxidant injection device for injecting oxidant into the circulation pipe at a predetermined injection rate, the microbubbled livestock wastewater is passed through the catalyst layer The wastewater quality that treats nitrogen in livestock wastewater by repeating the process A small processing system is disclosed.

그러나, 상기 폐수 내 질소 처리 시스템은 이물질이 완전히 제거되지 않은 상태의 축산 폐수를 촉매층에 통과시킴으로써, 촉매층 표면에 불순물(Scale)이 형성되어, 촉매층의 수명 단축 및 축산 폐수 내 질소 제거 효율의 저하의 문제점이 발생되었다.However, in the above-mentioned wastewater treatment system, impurities are formed on the surface of the catalyst layer by passing the livestock wastewater in a state in which the foreign matter is not completely removed to the catalyst layer to reduce the lifetime of the catalyst layer and the nitrogen removal efficiency in the livestock wastewater. A problem has occurred.

대한민국 등록특허 10-1570796Korean Patent No. 10-1570796

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 저비용의 축산 폐수 처리 장치 및 그 동작 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a low-cost livestock wastewater treatment apparatus and an operation method thereof.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 고신뢰성의 축산 폐수 처리 장치 및 그 동작 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a highly reliable livestock wastewater treatment apparatus and an operation method thereof.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 장수명의 축산 폐수 처리 장치 및 그 동작 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a livestock wastewater treatment apparatus and a method of operation thereof.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 고효율의 축산 폐수 처리 장치 및 그 동작 방법을 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a highly efficient livestock wastewater treatment apparatus and an operation method thereof.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 축산 폐수 처리 장치를 제공한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides an apparatus for treating animal wastewater.

일 실시 예에 따르면, 상기 축산 폐수 처리 장치는 축산 페수 내에 존재하는 질소 산화물 및 인(P) 성분을 제거한다. 상기 축산 폐수 처리 장치는 버블 발생기, 촉매 반응기, 저장조, 이물제거유로 및 촉매순환유로를 포함한다. 상기 버블 발생기는 폐수유입기에 의해 외부로부터 유입된 축산 폐수를 산화제유입기, 펌프 및 다공판에 의해 버블화시킨다. 상기 촉매 반응기는 축산 폐수와 촉매 반응을 일으키는 촉매층을 포함한다. 상기 저장조는 상기 버블 발생기 및 상기 촉매 반응기로부터 처리된 축산 폐수들을 임시 저장한다. 상기 이물제거유로는 상기 버블 발생기 및 상기 저장조를 연결하여, 버블화 된 축산 폐수를 순환시키는 순환 유로를 제공한다. 상기 촉매순환유로는 상기 저장조, 상기 버블 발생기 및 상기 촉매 반응기를 연결하여, 이물질이 제거된 축산 폐수를 순환시키는 순환 유로를 제공한다.According to one embodiment, the livestock wastewater treatment apparatus removes nitrogen oxide and phosphorus (P) components present in livestock wastewater. The livestock wastewater treatment apparatus includes a bubble generator, a catalytic reactor, a reservoir, a dirt removal channel, and a catalyst circulation channel. The bubble generator bubbles the livestock wastewater introduced from the outside by the wastewater inlet by the oxidant inlet, the pump and the perforated plate. The catalytic reactor includes a catalytic layer for causing a catalytic reaction with the livestock wastewater. The storage tank temporarily stores the livestock wastewater treated from the bubble generator and the catalytic reactor. The foreign matter removing passage connects the bubble generator and the storage tank to provide a circulating flow path for circulating the bubbled livestock wastewater. The catalytic circulation flow path connects the storage tank, the bubble generator, and the catalytic reactor to provide a circulation flow path for circulating the livestock wastewater from which foreign matter has been removed.

일 실시 예에 따르면, 상기 축산 폐수 처리 장치의 상기 촉매 반응기는 상기 버블 발생기로부터 가속화 된 축산 폐수의 유압 속도를 정속으로 유지시키는 배플(Baffle)을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the catalytic reactor of the livestock wastewater treatment apparatus may include a baffle for constantly maintaining the hydraulic speed of the livestock wastewater accelerated from the bubble generator.

일 실시 예에 따르면, 상기 축산 폐수 처리 장치의 축산 폐수는 상기 이물제거유로를 일정 시간동안 반복 순환한 후, 상기 촉매순환유로를 반복 순환할 수 있다. According to one embodiment, the livestock wastewater from the livestock wastewater treatment apparatus can repeatedly circulate the foreign object removal flow path through the catalyst circulation flow path after repeatedly circulating the foreign object removal flow path for a predetermined period of time.

일 실시 예에 따르면, 상기 축산 폐수 처리 장치의 축산 폐수는 상기 이물제거유로를 2시간 이상 반복 순환할 수 있다.According to one embodiment, the livestock wastewater of the livestock wastewater treatment apparatus can be circulated repeatedly for more than 2 hours.

일 실시 예에 따르면, 상기 축산 폐수 처리 장치의 상기 이물제거유로는 제1 이물제거구간유로 및 제2 이물제거구간유로를 포함하는 순환 경로를 제공할 수 있다. 상기 제1 이물제거구간유로는 일단이 상기 버블 발생기의 하측면과 연결되고, 타단이 상기 저장조의 하측면과 연결될 수 있다. 상기 제2 이물제거구간유로는 일단이 상기 저장조의 상부면과 연결되고, 타단이 상기 버블 발생기의 상부면과 연결될 수 있다.According to one embodiment, the foreign matter removing passage of the livestock wastewater treatment apparatus may provide a circulation passage including a first foreign matter removing passage and a second foreign substance removing passage. The first foreign material removing passage may have one end connected to the lower side of the bubble generator and the other end connected to the lower side of the storage tank. One end of the second foreign material removing passage may be connected to the upper surface of the reservoir and the other end may be connected to the upper surface of the bubble generator.

일 실시 예에 따르면, 상기 축산 폐수 처리 장치의 상기 촉매순환유로는 제1 촉매순환구간유로, 제2 촉매순환구간유로 및 제3 촉매순환구간유로를 포함하는 순환 경로를 제공할 수 있다. 상기 제1 촉매순환구간유로는 일단이 상기 저장조의 상부면과 연결되고, 타단이 상기 버블 발생기의 상부면과 연결될 수 있다. 상기 제2 촉매순환구간유로는 일단이 상기 버블 발생기의 하부면과 연결되고, 타단이 상기 촉매 반응기의 하부면과 연결될 수 있다. 상기 제3 촉매순환구간유로는 일단이 상기 촉매 반응기의 상부면과 연결되고, 타단이 상기 저장조의 상부면과 연결될 수 있다.According to one embodiment, the catalytic circulation flow path of the livestock wastewater treatment apparatus may provide a circulation path including a first catalytic circulation passage, a second catalytic circulation passage, and a third catalytic circulation passage. The first catalyst circulation passage may have one end connected to the upper surface of the reservoir and the other end connected to the upper surface of the bubble generator. The second catalyst circulation passage may have one end connected to the lower surface of the bubble generator and the other end connected to the lower surface of the catalytic reactor. The third catalyst circulation passage may have one end connected to the upper surface of the catalytic reactor and the other end connected to the upper surface of the storage tank.

일 실시 예에 따르면, 상기 축산 폐수 처리 장치는 상기 이물제거유로 및 상기 촉매순환유로의 경로가 겹치는 구간들의 경우, 하나의 유로를 공유하여 사용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the livestock wastewater treatment apparatus may share one flow channel in the sections where the path of the foreign matter removal flow path and the catalyst circulation flow path overlap.

일 실시 예에 따르면, 상기 축산 폐수 처리 장치는 공유 유로를 사용하는 구간의 경우, 축산 폐수의 흐름을 제어하기 위한 밸브부를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment, the livestock wastewater treatment apparatus may further include a valve unit for controlling the flow of the livestock wastewater in the section using the shared channel.

일 실시 예에 따르면, 상기 축산 폐수 처리 장치의 상기 저장조 및 상기 촉매 반응기는 상부면으로부터 소정거리 돌출되어 형성된 원통형의 제1 및 제2 이물제거관을 각각 포함할 수 있다.According to one embodiment, the storage tank and the catalytic reactor of the livestock wastewater treatment apparatus may include cylindrical first and second debris removal pipes formed by protruding from the upper surface by a predetermined distance, respectively.

일 실시 예에 따르면, 상기 축산 폐수 처리 장치의 상기 촉매층은 산화물 담체에 전이금속, 알칼리 금속, 및 알칼리토금속 중 적어도 하나가 담지된 촉매를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the catalyst layer of the livestock wastewater treatment apparatus may include a catalyst in which at least one of a transition metal, an alkali metal, and an alkaline earth metal is supported on an oxide carrier.

일 실시 예에 따르면, 상기 축산 폐수 처리 장치의 상기 촉매가 산화물 담체에 전이금속이 담지된 형태일 경우, 상기 산화물 담쳬는 산화 마그네슘(MgO)이며, 상기 전이금속은 철(Fe)일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the catalyst of the livestock wastewater treatment apparatus has a transition metal supported on an oxide support, the oxide support may be magnesium oxide (MgO), and the transition metal may be iron (Fe).

상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 축산 폐수 처리 장치의 동작 방법을 제공한다.In order to solve the above technical problems, the present invention provides a method for operating an animal wastewater treatment apparatus.

일 실시 예에 따르면, 상기 축산 폐수 처리 장치의 동작 방법은 축산 폐수를 버블 발생기에 주입하는 단계, 축산 폐수가 이물제거유로를 따라 순환하여 버블 생성을 통해 축산 폐수 내의 이물질을 제거하는 이물제거공정을 수행하는 단계 및 상기 이물제거공정에 의해 이물질이 제거된 축산 폐수를 촉매순환유로를 따라 순환시켜 축산 폐수 내의 질소 산화물 및 인(P)을 제거하는 촉매반응공정을 수행하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, an operation method of the livestock wastewater treatment apparatus includes the steps of injecting livestock wastewater into a bubble generator, circulating the livestock wastewater along a dewatering flow path to remove foreign matter from the livestock wastewater through bubbling, And performing a catalytic reaction process for removing nitrogen oxide and phosphorus (P) in the livestock wastewater by circulating the livestock wastewater from which foreign matters have been removed by the foreign matter removal process along the catalytic circulation channel.

일 실시 예에 따르면, 상기 축산 폐수 처리 장치의 동작 방법 중 상기 이물제거유로는 제1 이물제거구간유로 및 제2 이물제거구간유로를 포함하는 순환 경로를 제공할 수 있다. 상기 제1 이물제거구간유로는 일단이 상기 버블 발생기의 하측면과 연결되고, 타단이 저장조의 하측면과 연결될 수 있다. 상기 제2 이물제거구간유로는 일단이 상기 저장조의 상부면과 연결되고, 타단이 상기 버블 발생기의 상부면과 연결될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the foreign matter removing passage may provide a circulation passage including a first foreign substance removing passage and a second foreign substance removing passage. The first foreign material removing passage may have one end connected to the lower side of the bubble generator and the other end connected to the lower side of the storage tank. One end of the second foreign material removing passage may be connected to the upper surface of the reservoir and the other end may be connected to the upper surface of the bubble generator.

일 실시 예에 따르면, 상기 축산 폐수 처리 장치의 동작 방법 중 상기 촉매순환유로는 제1 촉매순환구간유로, 제2 촉매순환구간유로 및 제3 촉매순환구간유로를 포함하는 순환 경로를 제공할 수 있다. 상기 제1 촉매순환구간유로는 일단이 상기 저장조의 상부면과 연결되고, 타단이 상기 버블 발생기의 상부면과 연결될 수 있다. 상기 제2 촉매순환구간유로는 일단이 상기 버블 발생기의 하부면과 연결되고, 타단이 촉매 반응기의 하부면과 연결될 수 있다. 상기 제3 촉매순환구간유로는 일단이 상기 촉매 반응기의 상부면과 연결되고, 타단이 상기 저장조의 상부면과 연결될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the catalytic circulation flow path may provide a circulation path including the first catalytic circulation passage, the second catalytic circulation passage, and the third catalytic circulation passage. . The first catalyst circulation passage may have one end connected to the upper surface of the reservoir and the other end connected to the upper surface of the bubble generator. The second catalyst circulation passage may have one end connected to the lower surface of the bubble generator and the other end connected to the lower surface of the catalytic reactor. The third catalyst circulation passage may have one end connected to the upper surface of the catalytic reactor and the other end connected to the upper surface of the storage tank.

일 실시 예에 따르면, 상기 축산 폐수 처리 장치의 동작 방법 중 상기 이물제거공정은 상기 제1 이물제거구간유로를 따라, 상기 버블 발생기에 의해 버블화 된 축산 폐수를 상기 저장조 하부에 전달하는 단계, 상기 저장조 하부에 유입된 버블 형태의 축산 폐수 내 이물질이 상기 저장조 상부로 부상하는 단계 및 상기 제2 이물제거구간유로를 따라, 이물질이 감소된 버블 형태의 축산 폐수를 다시 상기 버블 발생기로 전달하는 단계를 반복 수행할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the method of operating the livestock wastewater treatment apparatus, the step of removing the foreign matter may include the steps of delivering the livestock wastewater bubbled by the bubble generator to the lower portion of the storage tank along the first foreign matters removing passage, A step of lifting foreign substances in the livestock wastewater in the form of bubbles introduced into the lower part of the storage tank to the upper part of the storage tank and delivering the livestock wastewater in the form of bubbles with reduced foreign matter to the bubble generator Repeat can be done.

일 실시 예에 따르면, 상기 축산 폐수 처리 장치의 동작 방법 중 상기 촉매반응공정은 상기 제1 촉매순환구간유로를 따라, 상기 저장조 상부로부터 이물질이 제거된 버블 형태의 축산 폐수를 상기 버블 발생기에 전달하는 단계, 상기 제2 촉매순환구간유로를 따라, 상기 버블 발생기로부터 재(再) 버블화 된 축산 폐수를 상기 촉매 반응기에 투입하는 단계, 상기 촉매 반응기에 투입된 이물질이 제거된 축산 폐수가 촉매층을 통과하면서 촉매 반응을 일으키는 단계 및 상기 제3 촉매순환구간유로를 따라. 촉매 반응에 의해 질소 산화물 및 인(P)의 농도가 감소된 축산 폐수가 상기 촉매 반응기 상부로부터 상기 저장조 상부로 유입되는 단계를 반복 수행할 수 있다.According to one embodiment, the catalytic reaction process of the livestock wastewater treatment apparatus may further include the step of transferring the bovine livestock wastewater from which the foreign substance is removed from the upper part of the storage tank to the bubble generator Introducing livestock wastewater re-bubbled from the bubble generator into the catalytic reactor along the second catalytic circulation passage; passing the livestock wastewater from the catalytic reactor through the catalyst bed Causing a catalytic reaction and along the third catalytic cycle interval channel. And the step of introducing the livestock wastewater having the reduced concentration of nitrogen oxide and phosphorus (P) into the upper part of the storage tank from the upper part of the catalytic reactor by the catalytic reaction can be repeatedly performed.

본 발명의 실시 예에 따른 축산 폐수 처리 장치 및 그 동작 방법은 이물질을 제거하는 이물제거과정을 수행한 후 촉매반응공정을 수행함으로써, 장수명의 촉매 사용이 가능할 수 있다.The apparatus and method for operating an animal wastewater according to an embodiment of the present invention can use a long-life catalyst by performing a catalyst removal process after removing a foreign substance.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 축산 폐수 처리 장치 및 그 동작 방법은 이물질을 제거하는 이물제거과정을 수행한 후 촉매반응공정을 수행함으로써, 촉매 수명이 연장됨으로써, 유지비용이 절감될 수 있다.Also, in the apparatus and method for operating an animal wastewater according to an embodiment of the present invention, the lifetime of the catalyst is extended by performing the catalyst removal process after removing the foreign substance, thereby reducing the maintenance cost.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 축산 폐수 처리 장치 및 그 동작 방법은 축산 폐수 내의 질소 제거를 2단계로 수행함으로써 고효율의 폐수 처리가 가능할 수 있다.In addition, the apparatus and method for operating an animal wastewater according to an embodiment of the present invention can perform high efficiency wastewater treatment by performing nitrogen removal in the livestock wastewater in two steps.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 축산 폐수 처리 장치 및 그 동작 방법은 축산 폐수 내의 인을 제거함으로써 고효율의 폐수 처리가 가능할 수 있다.In addition, the apparatus for livestock wastewater treatment according to the embodiment of the present invention and the operation method thereof can remove the phosphorus in the livestock wastewater, thereby enabling highly efficient wastewater treatment.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 축산 폐수 처리 장치 및 그 처리 방법은 배플(Baffle)을 사용하여 버블 형태의 축산 폐수의 유효 반응 면적을 넓히고, 접촉 시간을 늘림으로써, 단시간의 폐수 처리가 가능할 수 있다.Further, in the livestock wastewater treatment apparatus and the treatment method thereof according to the embodiment of the present invention, the effective reaction area of livestock wastewater in the form of bubbles is widened by using a baffle, and the contact time is increased, have.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 축산 폐수 처리 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 축산 폐수 처리 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 축산 폐수 처리 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 축산 폐수 처리 장치의 동작 방법의 이물제거공정을 설명하기 위한 공정도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 축산 폐수 처리 장치의 동작 방법의 이물제거공정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 축산 폐수 처리 장치의 동작 방법의 촉매반응공정을 설명하기 위한 공정도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 축산 폐수 처리 장치의 동작 방법의 촉매반응공정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 실험 예에 따른 상기 축산 폐수 처리 장치 및 비교 예에 따른 폐수 내 질소 처리 시스템의 촉매 사용 횟수 대비 질소 산화물의 농도 및 제거 효율을 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실험 예에 따른 상기 축산 폐수 처리 장치의 총 화학적산소요구량(Total Chemical Oxygen Demand, TCOD)에 따른 시간별 유기오염물질의 제거 효율을 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실험 예에 따른 상기 축산 폐수 처리 장치의 용해성 화학적산소요구량(Soluble Chemical Oxygen Demand, SCOD)에 따른 시간별 유기오염물질의 제거 효율을 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 실험 예에 따른 상기 축산 폐수 처리 장치의 시간당 질소 산화물(암모니아성질소)의 농도 및 제거 효율을 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 실험 예에 따른 상기 축산 폐수 처리 장치의 시간당 인(P)의 농도 및 제거 효율을 나타낸 그래프이다.
1 is a perspective view for explaining an livestock wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view for explaining an livestock wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating an operation method of an animal wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a flow chart for explaining a step of removing a foreign substance in an operation method of an animal wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flow chart for explaining a deodorization process of an operation method of an animal wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a flow chart for explaining the catalytic reaction process of the operation method of the livestock wastewater treatment apparatus according to the embodiment of the present invention.
7 is a flowchart for explaining a catalytic reaction process in an operation method of an animal wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a graph showing the concentration and removal efficiency of nitrogen oxide versus the number of times of use of the catalyst in the wastewater treatment system according to the experimental example of the present invention and the nitrification system in the wastewater according to the comparative example.
FIG. 9 is a graph showing the removal efficiency of organic pollutants over time according to the total chemical oxygen demand (TCOD) of the livestock wastewater treatment apparatus according to the experimental example of the present invention.
10 is a graph showing removal efficiencies of organic pollutants by time according to solubility chemical oxygen demand (SCOD) of the livestock wastewater treatment apparatus according to the experimental example of the present invention.
11 is a graph showing concentration and removal efficiency of nitrogen oxides (ammonia oxides) per hour in the livestock wastewater treatment apparatus according to the experimental example of the present invention.
12 is a graph showing concentration and removal efficiency of phosphorus (P) per hour in the livestock wastewater treatment apparatus according to the experimental example of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조 부호를 유사한 구성 요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 과장하여 도시한 것일 수 있다.The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures may be exaggerated to illustrate the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, A와 B가 '연결된다', '결합된다' 라는 의미는 A와 B가 직접적으로 연결되거나 결합하는 것 이외에 다른 구성요소 C가 A와 B 사이에 포함되어 A와 B가 연결되거나 결합되는 것을 포함하는 것이다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprising" or "having ", and the like, are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof. In addition, A and B are 'connected' and 'coupled', meaning that A and B are directly connected or combined, and other component C is included between A and B, and A and B are connected or combined .

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 축산 폐수 처리 장치를 설명하기 위한 도면들이다. 보다 구체적으로, 도 1은 상기 축산 폐수 처리 장치의 사시도이며, 도 2는 상기 축산 폐수 처리 장치의 단면도이다. FIG. 1 and FIG. 2 are views for explaining an livestock wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention. More specifically, Fig. 1 is a perspective view of the livestock wastewater treatment apparatus, and Fig. 2 is a cross-sectional view of the livestock wastewater treatment apparatus.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 축산 폐수 처리 장치는 버블 발생기(100), 촉매 반응기(200), 저장조(300), 이물제거유로(400), 촉매순환유로(500) 및 밸브부(600)를 포함할 수 있다. 상기 버블 발생기(100)는 외부로부터 유입된 축산 폐수를 버블화 시키는 장치일 수 있다.1 and 2, the livestock wastewater treatment apparatus includes a bubble generator 100, a catalytic reactor 200, a reservoir 300, a foreign matter removing passage 400, a catalytic circulation passage 500, ). The bubble generator 100 may be a device for bubbling livestock wastewater introduced from the outside.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 버블 발생기(100)는 폐수유입기(110), 산화제유입기(130), 펌프(150) 및 다공판(170)을 포함할 수 있다. More specifically, the bubble generator 100 may include a wastewater inlet 110, an oxidant inlet 130, a pump 150, and a perforated plate 170.

상기 폐수유입기(110)는 상기 버블 발생기(100)의 일측면으로부터 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 폐수유입기(110)는 외부의 축산 폐수를 상기 버블 발생기(100) 내부로 전달시킬 수 있다.The waste water inlet 110 may protrude from one side of the bubble generator 100. The wastewater inlet 110 may deliver external livestock wastewater into the bubble generator 100.

상기 산화제유입기(130)는 외부의 산화제를 상기 버블 발생기(100) 내부에 유입시킬 수 있다. 상기 산화제유입기(130)는 액체 또는 기체 형태의 산화제를 상기 버블 발생기(100) 내부에 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 산화제는 기체 형태의 산소(O2) 또는 오존(O3)일 수 있으며, 액체 형태의 과산화수소(H2O2)일 수 있다. The oxidant inlet 130 may introduce an external oxidant into the bubble generator 100. The oxidant inlet 130 may provide an oxidant in liquid or gaseous form within the bubble generator 100. For example, the oxidant may be oxygen (O 2 ) or ozone (O 3 ) in gaseous form and may be hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) in liquid form.

상기 산화제유입기(130)를 통해 유입된 상기 산화제는 후술될 상기 펌프(150)에 의해 고압 상태의 폐수 내에 녹아 기포를 형성할 수 있다. 실시 예에 따르면, 상기 산화제유입기(130)에 의해 외부로부터 유입된 오존(O3) 기체는 고압의 상태에서 축산 폐수 내에 용해되면, OH- 라디칼(Radical)을 발생시킬 수 있다. The oxidant introduced through the oxidant inlet 130 may be dissolved in the high-pressure wastewater by the pump 150 to form bubbles. According to the embodiment, when the ozone (O 3 ) gas introduced from the outside by the oxidant inlet 130 is dissolved in the livestock wastewater under a high pressure, OH-radicals can be generated.

OH- 라디칼(Radical)은 살균력이 강한 산소 음이온계 물질으로써, 축산 폐수 내의 질소를 산화시켜 분해할 수 있다. 이에 따라, 축산 폐수 내의 질소가 1차적으로 제거될 수 있다. OH-Radical is an anion-based substance with strong sterilizing power and can decompose nitrogen in animal wastewater by oxidation. Thus, nitrogen in the livestock wastewater can be primarily removed.

상기 산화제유입기(130)는 일단에 조절 밸브(135)를 포함하여 상기 산화제의 유속을 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 산화제는 300mL/min의 유속으로 공급될 수 있다.The oxidant inlet 130 may include a regulating valve 135 at one end to control the flow rate of the oxidant. For example, the oxidant may be supplied at a flow rate of 300 mL / min.

상기 펌프(150)는 상기 폐수유입기(110)를 통해 유입된 축산 폐수의 흐름을 제어할 수 있다. 다시 말하면, 축산 폐수는 상기 펌프(150)에 의해 후술될 이물제거유로(400)를 따라 일 방향으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 상기 펌프(150)는 전기 모터 또는 내연기관 등 적어도 어느 하나의 동력기관을 사용할 수 있다.The pump 150 can control the flow of livestock wastewater flowing through the wastewater inlet 110. In other words, the livestock wastewater can be moved by the pump 150 in one direction along the dirt removal flow path 400 to be described later. For example, the pump 150 may use at least one power engine such as an electric motor or an internal combustion engine.

상기 펌프(150)는 앞서 상술된 바와 같이, 축산 폐수에 고압의 환경을 제공함으로써, 상기 산화제가 축산 폐수 내에 녹아 기포를 형성하도록 도울 수 있다.The pump 150 may provide an environment of high pressure to the livestock wastewater, as described above, to help the oxidant melt in the livestock wastewater to form bubbles.

상기 다공판(170)는 미세 구멍이 타공된 판상의 성형물일 수 있다. 예를 들어, 상기 다공판(170)은 수지 또는 금속 재질일 수 있다.The perforated plate 170 may be a plate-like shaped article formed by perforating fine holes. For example, the perforated plate 170 may be made of resin or metal.

상기 다공판(170)은 상기 이물제거유로를 따라, 상기 산화제유입기(130) 및 상기 펌프(150)를 통과한 축산 폐수의 크기를 미세화 시킬 수 있다. 다시 말하면, 상기 다공판(170)은 상기 산화제유입기(130) 및 상기 펌프(150)에 의해 내부에 기포가 형성되고 가속화 된 축산 폐수의 크기를 미세화 시킬 수 있다. 실시 예에 따르면, 상기 다공판(170)을 통과한 축산 폐수의 입경 크기는 50㎛ 이하일 수 있다. 다시 말하면, 상기 다공판(170)은 축산 폐수를 마이크로 버블 형태로 변형시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 펌프(150)에 의해 가속화 된 축산 폐수의 유속이 저감될 수 있다. 이후, 마이크로 버블 형태의 저속의 축산 폐수는 후술될 상기 저장조(300)로 유입될 수 있다.The perforated plate 170 can reduce the size of the livestock wastewater that has passed through the oxidant inlet 130 and the pump 150 along the foreign matter removing passage. In other words, the perforated plate 170 is formed by the oxidant inlet 130 and the pump 150, and the size of the accelerated livestock wastewater can be miniaturized. According to the embodiment, the particle size of the livestock wastewater that has passed through the perforated plate 170 may be 50 μm or less. In other words, the perforated plate 170 can deform the livestock wastewater into micro bubbles. Accordingly, the flow rate of the livestock wastewater accelerated by the pump 150 can be reduced. Thereafter, the low-speed livestock wastewater in the form of micro bubbles may be introduced into the storage tank 300, which will be described later.

상기 촉매 반응기(200)는 후술될 상기 저장조(300)를 거쳐 이물질이 제거된 마이크로 버블 형태의 축산 폐수를 상기 버블 발생기(100)를 통해 전달받을 수 있다. The catalytic reactor 200 can receive the microbubble-form livestock wastewater through which the foreign substance is removed through the bubble generator 100 through the storage tank 300, which will be described later.

상기 촉매 반응기(200)는 이물질이 제거된 마이크로 버블 형태의 축산 폐수 내의 질소 산화물 및 인(P)을 산화시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 질소 산화물은 암모니아성질소일 수 있다. The catalytic reactor 200 can oxidize nitrogen oxides and phosphorus (P) in the microbubble-type livestock wastewater from which foreign matter has been removed. For example, the nitrogen oxide may be an ammonia oxide.

상기 촉매 반응기(200)는 배플(Baffle, 230), 촉매층(250), 제1 이물제거관(270)을 포함할 수 있다. 상기 배플(Baffle, 230)은 상기 버블 발생기(100)로부터 제공된 이물질이 제거된 마이크로 버블 형태의 축산 폐수의 유속을 저하시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 버블 발생기(100) 내부의 상기 펌프(150)에 의해 가속화 된 축산 폐수의 유속을 정속으로 유지시킬 수 있다.The catalytic reactor 200 may include a baffle 230, a catalyst layer 250, and a first foreign matter removal pipe 270. The baffle 230 may lower the flow rate of the microbubble-type livestock wastewater from which the foreign material provided from the bubble generator 100 is removed. Accordingly, the flow velocity of the livestock wastewater accelerated by the pump 150 in the bubble generator 100 can be maintained at a constant speed.

또한, 상기 배플(Baffle, 230)은 마이크로 버블 형태의 축산 폐수를 고르게 분산시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 배플(Baffle, 230)을 통과한 마이크로 버블 형태의 축산 폐수가 후술될 상기 촉매층(250)에 유입될 경우, 접촉 면적의 증가로 인해 촉매 반응 효율이 향상될 수 있다. In addition, the baffle 230 can evenly disperse the microbubble-form livestock wastewater. Accordingly, when the microbubble-type livestock wastewater that has passed through the baffle 230 flows into the catalyst layer 250 to be described later, the catalytic reaction efficiency can be improved due to an increase in the contact area.

상기 배플(Baffle, 230)은 적어도 하나 이상일 수 있으며, 상기 버블 발생기(100) 및 상기 펌프(150)의 유속에 따라 개수가 조절될 수 있다.The number of the baffles 230 may be at least one, and the number of the baffles 230 may be adjusted according to the flow rate of the bubbles generator 100 and the pump 150.

상기 촉매층(250)은 산화물 담체에 전이금속, 알칼리 금속, 및 알칼리토금속 중 적어도 하나가 담지된 촉매를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 촉매층(250)은 산화물 담체에 전이금속이 담지된 촉매를 포함할 수 있다. 실시 예에 따르면, 산화물 담체는 산화 마그네슘(MgO)일 수 있으며, 전이금속은 3가 철(Fe3 +)일 수 있다. 또한, 상기 촉매층(250)의 상기 촉매는 300g/L로 충진될 수 있다.The catalyst layer 250 may include a catalyst in which at least one of a transition metal, an alkali metal, and an alkaline earth metal is supported on an oxide support. For example, the catalyst layer 250 may include a catalyst in which a transition metal is supported on an oxide support. According to an embodiment, the oxide carrier may be magnesium oxide (MgO), and the transition metal may be trivalent iron (Fe 3 + ). Also, the catalyst of the catalyst layer 250 may be filled with 300 g / L.

상기 촉매층(250)은 상기 배플(Baffle, 230)을 통과한 마이크로 버블 형태의 축산 폐수를 상기 촉매와 반응시킬 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 촉매의 산화물 담체가 상기 산화제를 포함한 마이크로 버블 형태의 축산 폐수와 반응할 경우, 다량의 OH- 라디칼(Radical)이 형성될 수 있다. 앞서 상술한 바와 같이, OH- 라디칼(Radical)은 살균력이 강한 산소 음이온계 물질으로써, 축산 폐수 내의 질소를 산화시켜 분해할 수 있다. 이때, 상기 촉매층(250)에서의 OH- 라디칼(Radical) 발생량은 상기 버블 발생기(100)에서의 OH- 라디칼(Radical) 발생량보다 클 수 있다. 이에 따라, 마이크로 버블 형태의 축산 폐수 내의 질소 산화물이 2차적으로 제거될 수 있다. The catalyst layer 250 may react the microbubble-type livestock wastewater that has passed through the baffle 230 with the catalyst. More specifically, when the oxide carrier of the catalyst reacts with the microbubble-type livestock wastewater containing the oxidizing agent, a large amount of OH-radicals can be formed. As described above, the OH-radical (Radical) is an oxygen anion-based substance having high sterilizing power, and can decompose nitrogen by oxidizing nitrogen in the livestock wastewater. At this time, the amount of OH-radicals generated in the catalyst layer 250 may be larger than the amount of OH-radicals generated in the bubble generator 100. Thus, nitrogen oxides in the microbubble-form livestock wastewater can be removed secondarily.

또한, 상기 촉매의 전이금속은 축산 폐수와 반응할 수 있다. 이에 따라, 축산 폐수 내의 인(P)이 침전물의 형태로 석출되어 제거될 수 있다. In addition, the transition metal of the catalyst may react with livestock wastewater. Accordingly, phosphorus (P) in the livestock wastewater can be precipitated and removed.

상기 제1 이물제거관(270)은 상기 촉매 반응기(200)의 측면으로부터 소정 거리 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 제1 이물제거관(270)은 상기 촉매층(250)을 통과한 극미량의 이물을 상기 촉매 반응기(200) 외부로 배출시킬 수 있다. The first foreign matter removing pipe 270 may protrude from the side surface of the catalytic reactor 200 by a predetermined distance. The first foreign matter removing pipe 270 may discharge a minute amount of foreign matter having passed through the catalyst layer 250 to the outside of the catalytic reactor 200.

상기 저장조(300)는 제2 이물제거관(350)을 포함하며, 상기 버블 발생기(100) 및 상기 촉매 반응기(200)로부터 처리된 마이크로 버블 형태의 축산 폐수들을 임시로 저장할 수 있다. The storage tank 300 includes a second debris removal pipe 350 and may temporarily store the microbubble-type livestock wastewater treated from the bubble generator 100 and the catalytic reactor 200.

일 실시 예에 따르면, 상기 저장조(300)는 후술될 상기 이물제거유로(400)를 통해 상기 버블 발생기(100)로부터 마이크로 버블화 된 축산 폐수를 전달 받을 수 있다. 보다 구체적으로 상술하면, 상기 이물제거유로(400)는 일단이 상기 버블 발생기(100)의 하측면과 연결되고, 타단이 상기 저장조(300) 하측면과 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 버블 발생기(100)로부터 전달된 마이크로 버블 형태의 축산 폐수는 상기 저장조(300) 하단으로 유입될 수 있다. According to one embodiment, the storage tank 300 can receive microbubbed livestock wastewater from the bubble generator 100 through the foreign matter removing passage 400 to be described later. More specifically, one end of the foreign matter removing passage 400 may be connected to a lower side of the bubble generator 100, and the other end may be connected to a lower side of the storage tank 300. Accordingly, the microbubble-type livestock wastewater transferred from the bubble generator 100 may be introduced into the lower end of the storage tank 300.

상기 저장조(300)의 하단으로 유입된 마이크로 버블 형태의 축산 폐수는 상기 저장조(300) 상단으로 상향류될 수 있다. 다시 말해, 마이크로 버블 형태의 축산 폐수는 상기 저장조(300) 내부에서 부상할 수 있다.The microbubble-type livestock wastewater flowing into the lower end of the storage tank 300 may flow upward to the upper end of the storage tank 300. In other words, the livestock wastewater in the form of micro bubbles can float inside the storage tank 300.

마이크로 버블 형태의 축산 폐수 내에는 가축분뇨에 의한 이물질이 존재할 수 있다. 이러한 이물질은 마이크로 버블 형태의 축산 폐수가 부상되면서, 상층부에 위치될 수 있다. 예를 들어, 이물질은 상기 저장조(300)의 A지점으로부터 A'지점 사이에 위치될 수 있다. 이물질은 상기 저장조(300)로부터 소정 거리 돌출되어 형성된 상기 제2 이물제거관(350)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 상기 제2 이물제거관(350) 또한 상기 저장조(300)의 A지점으로부터 A'지점 사이에 위치될 수 있다. 다시 말해, 상기 저장조(300) 하단으로부터 A지점에 위치된 마이크로 버블 형태의 축산 폐수는 초기 유입량 대비 이물질이 저감될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 축산 폐수 처리 장치는 상기 이물제거유로(400)를 통해 마이크로 버블 형태의 축산 폐수를 상기 버블 발생기(100) 및 상기 저장조(300) 내부로 반복 순환시킴으로써, 축산 폐수 내의 이물질을 제거시킬 수 있다.In the microbubble-type livestock wastewater, foreign matter from livestock manure may exist. Such foreign matter can be located in the upper layer as the microbubble-type livestock wastewater floats up. For example, the foreign matter may be located between the point A and the point A 'of the reservoir 300. The foreign matter may be discharged to the outside through the second foreign matter removing pipe 350 protruding from the storage tank 300 by a predetermined distance. The second foreign matter removing pipe 350 may also be located between the A point and the A 'point of the reservoir 300. In other words, the microbubble-type livestock wastewater located at the point A from the lower end of the storage tank 300 can be reduced in foreign matter to the initial inflow amount. Accordingly, the livestock wastewater treatment apparatus according to the embodiment of the present invention repeatedly circulates the microbubble-type livestock wastewater into the bubble generator 100 and the storage tank 300 through the foreign matter removing passage 400, Foreign matter in the wastewater can be removed.

다른 실시 에에 따르면, 상기 저장조(300)는 후술될 상기 촉매순환유로(500)를 통해 상기 촉매 반응기(200)로부터 촉매 반응이 진행된 마이크로 버블 형태의 축산 폐수를 전달받을 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 촉매순환유로(500)는 일단이 상기 촉매 반응기(200)와 연결되고, 타단이 상기 저장조(300)의 상부면과 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 촉매 반응기(200)에서의 촉매 반응에 의해 질소 산화물 및 인(P)이 저감된 마이크로 버블 형태의 축산 폐수가 상기 저장조(300)에 임시 저장될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 축산 폐수 처리 장치는 상기 촉매순환유로(500)를 통해 이물질이 제거된 마이크로 버블 형태의 축산 폐수를 상기 촉매 반응기(200) 및 상기 저장조(300) 내부로 반복 순환시킴으로써, 촉매 반응 횟수를 증가시켜 축산 폐수 내의 질소 산화물 및 인(P)을 효과적으로 제거할 수 있다. According to another embodiment, the storage tank 300 can receive the microbubble-type livestock wastewater having undergone the catalytic reaction from the catalytic reactor 200 through the catalyst circulation channel 500 to be described later. More specifically, the catalytic circulation passage 500 may have one end connected to the catalytic reactor 200 and the other end connected to the upper surface of the storage tank 300. Accordingly, the microbubble-type livestock wastewater having nitrogen oxide and phosphorus (P) reduced by the catalytic reaction in the catalytic reactor (200) can be temporarily stored in the storage tank (300). The livestock wastewater treatment apparatus according to the embodiment of the present invention repeatedly circulates the microbubble-type livestock wastewater having the foreign substance removed through the catalyst circulation channel 500 into the catalytic reactor 200 and the storage tank 300, It is possible to effectively remove nitrogen oxides and phosphorus (P) in the livestock wastewater by increasing the number of catalytic reactions.

상기 이물제거유로(400)는 마이크로 버블화 된 축산 폐수가 흐르는 유로로, 원통형의 파이프 형태로 제공될 수 있다.The foreign matter removing passage 400 is a flow path through which microbubbed livestock wastewater flows and can be provided in the form of a cylindrical pipe.

상기 이물제거유로(400)는 상기 버블 발생기(100) 및 상기 저장조(300)를 연결하여, 마이크로 버블화 된 축산 폐수를 순환시키는 순환 유로일 수 있다. The foreign matter removing passage 400 may be a circulating flow passage for circulating microbubbed livestock wastewater by connecting the bubble generator 100 and the storage tank 300.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 이물제거유로(400)는 제1 이물제거구간유로(430) 및 제2 이물제거구간유로(450)를 포함할 수 있다. 상기 제1 이물제거구간유로(430)는 일단이 상기 버블 발생기(100)의 하측면과 연결되고, 타단이 상기 저장조(300)의 하측면과 연결된 유로일 수 있다. 다시 말해, 상기 제1 이물제거구간유로(430)는 앞서 상술된 바와 같이, 상기 버블 발생기(100)에 의해 마이크로 버블화 된 축산 폐수를 상기 저장조(300)에 전달하기 위한 통로로 제공될 수 있다. More specifically, the foreign matter removing passage 400 may include a first foreign substance removing passage 430 and a second foreign substance removing passage 450. One end of the first foreign material removing passage 430 may be connected to a lower surface of the bubble generator 100 and the other end may be a flow path connected to a lower surface of the storage tank 300. In other words, the first foreign material removing passage 430 may be provided as a passage for transferring the livestock wastewater microbubbed by the bubble generator 100 to the storage tank 300, as described above .

상기 제2 이물제거구간유로(450)는 일단이 상기 저장조(300)의 상부면과 연결되고, 타단이 상기 버블 발생기(100)의 상부면과 연결된 유로일 수 있다. 상기 제2 이물제거구간유로(450)의 일단의 경우, 상기 저장조(300) 내부의 A지점으로부터 B지점 사이에 위치할 수 있다. 상기 저장조(300)의 A지점으로부터 B지점 사이의 영역에는 앞서 상술된 바와 같이, 상기 저장조(300) 하부로부터 부상되면서 이물질이 저감된 축산 폐수가 위치될 수 있다. 이에 따라, 상기 저장조(300) 내부의 A지점으로부터 B지점 사이에 위치하는 이물질이 저감된 마이크로 버블 형태의 축산 폐수는 상기 제2 이물제거구간유로(450)를 따라, 상기 버블 발생기(100) 내부로 재(再)유입될 수 있다. The second foreign matter removing passage 450 may have one end connected to the upper surface of the storage tank 300 and the other end connected to the upper surface of the bubble generator 100. In the case of one end of the second foreign material removing passage 450, it may be located between points A and B inside the storage tank 300. In the area between the point A and the point B of the storage tank 300, the livestock wastewater which is floated from the lower part of the storage tank 300 and whose foreign matter is reduced can be positioned as described above. Accordingly, the microbubble-type livestock wastewater, which is located between the points A and B in the storage tank 300, is discharged to the inside of the bubble generator 100 along the second foreign- As shown in FIG.

따라서, 마이크로 버블 형태의 축산 폐수는 상기 이물제거유로(400)를 반복하여 순환함으로써, 축산 폐수 내 가축분뇨의 이물질을 제거할 수 있다. 실시 예에 따르면, 마이크로 버블 형태의 축산 폐수는 상기 이물제거유로(400)를 2시간 이상 반복 순환할 수 있다. 이후, 이물질이 제거된 마이크로 버블 형태의 축산 폐수는 상기 저장조(300)에 임시 저장될 수 있다.Therefore, the microbubble-type livestock wastewater can circulate the foreign matter removing passage 400 repeatedly, thereby removing foreign matter from the animal manure in the livestock wastewater. According to the embodiment, the microbubble-type livestock wastewater can be repeatedly circulated in the foreign matter removing passage 400 for 2 hours or more. Thereafter, the microbubble-type livestock wastewater from which the foreign substance is removed can be temporarily stored in the storage tank 300.

상기 촉매순환유로(500)는 이물질이 제거된 마이크로 버블 형태의 축산 폐수가 흐르는 유로로, 상기 이물제거유로(400)와 같이, 원통형의 파이프 형태로 제공될 수 있다. The catalytic circulation flow path 500 is a flow path through which microbubbles of livestock wastewater having foreign substances are removed and can be provided in the form of a cylindrical pipe like the foreign matter removing flow path 400.

상기 촉매순환유로(500)는 상기 저장조(300), 상기 버블 발생기(100) 및 상기 촉매 반응기(200)를 연결하여, 이물질이 제거된 마이크로 버블 형태의 축산 폐수를 순환시키는 순환 유로일 수 있다. The catalytic circulation flow path 500 may be a circulation flow path connecting the storage tank 300, the bubble generator 100, and the catalytic reactor 200 to circulate the microbubble-type livestock wastewater from which the foreign substance is removed.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 촉매순환유로(500)는 제1 촉매순환구간유로(530), 제2 촉매순환구간유로(550) 및 제3 촉매순환구간유로(570)를 포함할 수 있다. 상기 제1 촉매순환구간유로(530)는 일단이 상기 저장조(300)의 상부면과 연결되고, 타단이 상기 버블 발생기(100)의 상부면과 연결된 유로일 수 있다. 다시 말해, 상기 제1 촉매순환구간유로(530)는 앞서 상술된 바와 같이, 상기 저장조(300) 내부에 이물질이 제거된 마이크로 버블 형태의 축산 폐수를 상기 버블 발생기(100)에 전달하기 위한 통로로 제공될 수 있다. 마이크로 버블 형태를 지닌 축산 폐수는 상기 버블 발생기(100)에 재투입함으로써, 후술될 상기 제2 촉매순환구간유로(550)에 의해 상기 촉매 반응기(200)로 유입되기 전 유속을 저감시킬 수 있다.More specifically, the catalyst circulation passage 500 may include a first catalyst circulation passage 530, a second catalyst circulation passage 550, and a third catalyst circulation passage 570. The first catalytic converter passage 530 may have one end connected to the upper surface of the storage tank 300 and the other end connected to the upper surface of the bubble generator 100. In other words, as described above, the first catalytic converter passage 530 is a passage for delivering the microbubble-type livestock wastewater, which is debris-removed in the storage tank 300, to the bubble generator 100 Can be provided. The livestock wastewater having a micro bubble shape can be reintroduced into the bubble generator 100 to reduce the flow rate before flowing into the catalytic reactor 200 by the second catalytic circulation passage 550 to be described later.

상기 제2 촉매순환구간유로(550)는 일단이 상기 버블 발생기(100)의 하부면과 연결되고, 타단이 상기 촉매 반응기(200)의 하부면과 연결된 유로일 수 있다. 앞서 상술된 바와 같이, 상기 제2 촉매순환구간유로(550)는 상기 버블 발생기(100)를 통과하여 이물질이 제거된 버블 형태의 축산 폐수를 상기 촉매 반응기(200)에 전달할 수 있다. The second catalytic converter passage 550 may have a first end connected to the lower surface of the bubble generator 100 and a second end connected to the lower surface of the catalytic reactor 200. As described above, the second catalytic converter passage 550 can pass the bubble-shaped livestock wastewater, which has passed through the bubble generator 100 to remove foreign matter, to the catalytic reactor 200.

상기 버블 발생기(100) 내 상기 펌프(150)에 의해 가속화 된 마이크로 버블 형태의 축산 폐수의 유속은 상기 배플(Baffle, 230)을 통과하면서 정속을 유지할 수 있다. 이에 따라, 이물질이 제거된 마이크로 버블 형태의 축산 폐수가 상기 촉매층(250)을 통과할 경우, 일정한 속도로 부상될 수 있다. 따라서, 상기 배플(Baffle, 230)은 상기 펌프(150)에 의해 상기 촉매 및 축산 폐수 간의 촉매 반응 시간이 단축되는 것을 방지하여, 질소 산화물 및 인(P) 사이의 고효율의 산화 반응이 일어날 수 있다.The flow rate of the microbubble-type livestock wastewater accelerated by the pump 150 in the bubble generator 100 can be maintained at a constant speed while passing through the baffle 230. Accordingly, when the microbubble-type livestock wastewater from which the foreign matter is removed passes through the catalyst layer 250, it can be floated at a constant speed. Therefore, the baffle 230 prevents the catalytic reaction time between the catalyst and the livestock wastewater from being shortened by the pump 150, so that a highly efficient oxidation reaction between nitrogen oxides and phosphorus (P) can occur .

상기 제3 촉매순환구간유로(570)는 일단이 상기 촉매 반응기(200)의 상부면과 연결되고, 타단이 상기 저장조(300)의 상부면과 연결된 유로일 수 있다. 상기 제3 촉매순환구간유로(570)는 상기 촉매 반응기(200)를 거쳐 상기 촉매층(250)과의 반응에 의해 질소 산화물 및 인(P)이 저감된 마이크로 버블 형태의 축산 폐수를 상기 저장조(300)에 전달할 수 있다. The third catalyst circulation passage 570 may have one end connected to the upper surface of the catalytic reactor 200 and the other end connected to the upper surface of the storage tank 300. The third catalytic circulation passage 570 is connected to the catalytic converter 200 through the catalytic layer 250 to generate microbubbles in the form of microbubbles in which nitrogen oxides and phosphorus ).

따라서, 이물질이 제거된 마이크로 버블 형태의 축산 폐수는 상기 촉매순환유로(500)를 반복하여 순환함으로써, 축산 폐수 내 질소 산화물 및 인(P)을 제거할 수 있다. 이후, 질소 산화물 및 인(P)이 제거된 마이크로 버블 형태의 축산 폐수는 상기 저장조(300)에 임시 저장되어, 미생물 연료장치의 에너지원으로 사용될 수 있다.Therefore, the microbubble-type livestock wastewater from which foreign matter has been removed can be repeatedly circulated in the catalytic circulation passage 500 to remove nitrogen oxide and phosphorus (P) in the livestock wastewater. Thereafter, the microbubble-type livestock wastewater from which nitrogen oxide and phosphorus (P) have been removed is temporarily stored in the storage tank 300 and can be used as an energy source for the microbial fuel device.

상기 이물제거유로(400) 및 상기 촉매순환유로(500)의 경로가 겹치는 구간의 경우, 하나의 구간유로를 공유할 수 있다. 실시 예에 따르면, 상기 제2 이물제거구간유로(450) 및 상기 제1 촉매순환구간유로(530)의 구간 경로가 동일할 수 있다. 또한, 상기 제2 이물제거구간유로(450) 및 상기 제1 촉매순환구간유로(530)와 상기 제3 촉매순환구간유로(570)의 구간 일부가 겹칠 수 있다. 이러한 경우, 상충되는 구간 유로를 하나의 공유 유로로 통일시킴으로써, 부가적인 구성을 줄일 수 있다. 상기 공유 유로는 일단에 후술될 상기 밸브부(600)를 연결함으로써, 공정 순서에 맞게 마이크로 버블 형태의 축산 폐수의 흐름을 제어할 수 있다.In the case where the path of the foreign matter removing path 400 and the path of the catalyst circulating path 500 are overlapped, one sectional flow path can be shared. According to the embodiment, the path of the second foreign matter removing passage 450 and the passage of the first catalytic converter passage 530 may be the same. In addition, the second foreign matter removing passage 450 and the first catalyst circulation passage 530 and the third catalyst circulation passage 570 may overlap with each other. In this case, the additional configuration can be reduced by unifying the conflicting sectional flow paths with one common flow path. By connecting the valve unit 600, which will be described later, to the shared flow channel, it is possible to control the flow of the microbubble-type livestock wastewater according to the process order.

상기 밸브부(600)는 앞서 상술된 바와 같이, 마이크로 버블 형태의 축산 폐수의 흐름을 순서에 따라 제어할 수 있다. 상기 밸브부(600)는 T자형 밸브, ㄴ자형 밸브 및 단일 밸브 중 적어도 어느 하나일 수 있다.The valve unit 600 can sequentially control the flow of the livestock wastewater in the form of micro bubbles, as described above. The valve unit 600 may be at least one of a T-shaped valve, a C-shaped valve, and a single valve.

이상, 본 발명의 실시 예에 따른 축산 폐수 처리 장치를 설명하였다. The livestock wastewater treatment apparatus according to the embodiment of the present invention has been described above.

종래 기술인 상기 폐수 내 질소 처리 장치의 경우, 마이크로 버블 장치, 반응조 및 촉매층이 일체화됨으로써, 이물질이 제거되지 않은 마이크로 버블 형태의 축산 폐수가 상기 촉매층에 유입되었다. 이에 따라, 상기 촉매층의 표면에 불순물(Scale)이 형성되어, 상기 촉매층의 수명이 저하되고, 폐수 내 질소 처리 기능이 저하되는 단점이 발생하였다.In the case of the conventional apparatus for treating nitrogen in the wastewater, the microbubble device, the reaction tank, and the catalyst layer are integrated so that the microbubble-form livestock wastewater from which the foreign substance is not removed flows into the catalyst layer. As a result, impurities (scales) are formed on the surface of the catalyst layer, so that the lifetime of the catalyst layer is lowered and the nitrogen treating function in the wastewater is lowered.

이에 본 발명의 실시 예에 따른 축산 폐수 처리 장치에서는 버블 발생기, 저장조 및 촉매 반응기, 이물제거유로 및 촉매순환유로를 포함함으로써, 이물질이 선 제거된 축산 폐수를 촉매층에 투입하여 장수명의 촉매 사용이 가능하고, 그 결과 폐수 내 질소 산화물 및 인(P)이 효과적으로 제거되는 축산 폐수 처리 장치를 개시하였다.Therefore, in the livestock wastewater treatment apparatus according to the embodiment of the present invention, by including the bubble generator, the storage tank and the catalytic reactor, the dirt removal channel and the catalyst circulation channel, the livestock wastewater, , And as a result, nitrogen oxide and phosphorus (P) in effluent water are effectively removed.

이하에서는 상기 축산 폐수 처리 장치의 동작 방법에 대해 상술하겠다.
Hereinafter, an operation method of the livestock wastewater treatment apparatus will be described in detail.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 축산 폐수 처리 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 3 is a flowchart illustrating an operation method of an animal wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 축산 폐수가 상기 폐수유입기(110)를 통해 상기 버블 발생기(100)에 주입될 수 있다(S100). 상기 버블 발생기(100) 내부로 주입된 축산 폐수는 상기 버블 발생기(100)와 일단이 연결된 상기 이물제거유로(400)를 따라 순환하여, 마이크로 버블을 형성하는 이물제거공정을 수행할 수 있다(S200). 상기 이물제거공정에 의해 축산 폐수 내 가축분뇨에 의한 이물질이 제거될 수 있다.
1 to 3, livestock wastewater can be injected into the bubble generator 100 through the wastewater inlet 110 (S100). The livestock wastewater injected into the bubble generator 100 may be circulated along the foreign matter removing passage 400 connected to the bubble generator 100 to form a micro bubble S200 ). The foreign matter removed by the animal manure in the livestock wastewater can be removed by the foreign matter removing process.

도 4 내지 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 축산 폐수 처리 장치의 동작 방법의 이물제거공정을 설명하기 위한 도면들이다. 보다 구체적으로, 도 4는 상기 축산 폐수 처리 장치의 이물제거공정의 동작 방법을 설명하기 위한 공정도이며, 도 5는 상기 축산 폐수 처리 장치의 이물제거공정의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다. FIGS. 4 to 5 are views for explaining a debris removal process of an operation method of an animal wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 4 is a flow chart for explaining a method of operating the foreign matter removing process of the livestock wastewater treatment apparatus, and FIG. 5 is a flowchart for explaining a method of operating the foreign matter removal process of the livestock wastewater treatment apparatus.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 상기 이물제거공정의 수행 시, 상기 폐수유입기(110)로부터 전달된 축산 폐수가 상기 버블 발생기(100)에 의해 마이크로 버블 형태로 변형될 수 있다. 마이크로 버블화 된 축산 폐수는 상기 버블 발생기(100)와 연결된 상기 제1 이물제거구간유로(430)를 따라, 상기 저장조(300) 하부에 전달(Fx1)될 수 있다(S210).Referring to FIGS. 1 to 5, the livestock wastewater transferred from the wastewater inlet 110 may be deformed into micro bubbles by the bubble generator 100 during the removal process. The microbubbed livestock wastewater may be delivered (F x1 ) to the lower portion of the storage tank 300 along the first foreign material removing passage 430 connected to the bubble generator 100 at step S210.

상기 저장조(300) 하부에 유입된 마이크로 버블 형태의 축산 폐수는 상기 저장조(300) 상부로 부상(Fx2)할 수 있다. 이때, 축산 폐수 내부의 이물질이 A지점으로부터 A'지점 사이에 층상 형태로 위치될 수 있다(S220).The microbubble-type livestock wastewater flowing into the lower part of the storage tank 300 may float (F x2 ) to the upper part of the storage tank 300. At this time, the foreign matter in the livestock wastewater may be placed in a layered form between points A and A '(S220).

층상 형태로 이물질이 분리되어, 상대적으로 이물질이 저감된 상기 저장조(300)의 A지점으로부터 B지점에 위치한 마이크로 버블 형태의 축산 폐수는 상기 제2 이물제거구간유로(450)를 따라, 상기 버블 발생기(100)로 재유입(Fx3)될 수 있다(S230).The microbubble-type livestock wastewater, which is located at a point B from point A of the storage tank 300 in which the foreign substances are separated in a layered manner and the foreign matter is relatively reduced, flows along the second foreign- (F x3 ) to the inlet port 100 (S230).

마이크로 버블 형태의 축산 폐수는 이물질이 제거되거나, 또는 상기 이물제거 공정을 수행한 지 2시간 이상(S240)이 흐를 때까지, 상기 단계들(S210, S220, S230)을 반복적으로 수행할 수 있다. The microbubble-type livestock wastewater can be repeatedly performed in steps S210, S220, and S230 until the foreign matter is removed or the foreign matter removal process is performed for 2 hours or more (S240).

상기 이물제거공정이 완료된 후, 이물질이 제거된 마이크로 버블 형태의 축산 폐수는 상기 저장조(300)에 임시 저장될 수 있다.
After the removal of the foreign matter, the microbubble-type livestock wastewater from which the foreign substance is removed may be temporarily stored in the storage tank 300.

다시 도 3을 참조하면, 상기 이물제거공정이 완료된 후, 이물질이 제거된 후 상기 저장조(300)에 임시 저장된 마이크로 버블 형태의 축산 폐수는 상기 촉매순환유로(500)를 따라 순환함으로써, 촉매반응공정을 수행할 수 있다(S300). 상기 촉매반응공정에 의해 축산 폐수 내 질소 산화물 및 인(P)이 제거될 수 있다.
3, the microbubble-type livestock wastewater temporarily stored in the storage tank 300 after the foreign object removing process is completed is circulated along the catalytic circulation channel 500, (S300). The nitrogen oxide and phosphorus (P) in the livestock wastewater can be removed by the catalytic reaction process.

도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 축산 폐수 처리 장치의 동작 방법의 촉매반응공정을 설명하기 위한 도면들이다. 보다 구체적으로, 도 6는 상기 축산 폐수 처리 장치의 촉매반응공정의 동작 방법을 설명하기 위한 공정도이며, 도 7은 상기 축산 폐수 처리 장치의 촉매반응공정의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 6 and 7 are views for explaining a catalytic reaction process in an operation method of an animal wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 6 is a flow chart for explaining a method of operating the catalytic reaction process of the livestock wastewater treatment apparatus, and FIG. 7 is a flowchart for explaining a method of operating the catalytic reaction process of the livestock wastewater treatment apparatus.

도 1 내지 도 3, 그리고 도 6 내지 도 7을 참조하면, 상기 촉매반응공정의 수행 시, 상기 이물제거공정에 의해 이물질이 제거된 마이크로 버블 형태의 축산 폐수가 상기 저장조(300)의 A지점으로부터 B지점 사이에 위치될 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 3 and 6 to 7, when the catalytic reaction process is performed, the microbubble-type livestock wastewater from which the foreign substance is removed by the foreign substance removing process is removed from the A point of the storage tank 300 B < / RTI >

상기 저장조(300)의 A지점으로부터 B지점 사이에 위치된 마이크로 버블 형태의 축산 폐수는 상기 제1 촉매순환구간유로(530)를 따라, 상기 버블 발생기(100)에 전달(Fy1)될 수 있다(S310). 마이크로 버블 형태의 축산 폐수는 상기 버블 발생기(100)를 재통과함으로써, 상기 펌프(150)에 의해 가속되었던 유속이 저하될 수 있다. Livestock waste of the micro-bubble form is located between point B from point A of the reservoir 300 may be, the bubble generator to (F y1) pass 100 along the first catalytic cycle period flow path 530 (S310). The microbubble-type livestock wastewater may pass through the bubble generator 100, and the flow velocity accelerated by the pump 150 may be lowered.

상기 버블 발생기(100)로부터 재(再) 버블화 된 축산 폐수는 상기 제2 촉매순환구간유로(550)를 따라, 상기 촉매 반응기(200)에 투입(Fy2)될 수 있다(S320).The re-bubbled livestock wastewater from the bubble generator 100 may be introduced (F y2 ) into the catalytic reactor 200 along the second catalytic circulation passage 550 at step S320.

이물질이 제거된 마이크로 버블 형태의 축산 폐수는 상기 촉매 반응기(200)를 통과(Fy3)할 수 있다(S330). 보다 구체적으로 설명하면, 상기 이물제거공정에 의해 이물질이 제거되고, 상기 버블 발생기(100)를 순환함으로써 상기 펌프(150)에 의해 유속이 빨라진 마이크로 버블 형태의 축산 폐수는 상기 촉매 반응기(200) 내의 상기 배플(Baffle, 230)을 통과할 수 있다. 상기 배플(Baffle, 230)을 통과한 축산 폐수는 유속이 저하되어, 상기 펌프(150)에 의해 빨라지기 이전의 정속으로 상기 촉매층(250)으로 부상될 수 있다. The microbubble-type livestock wastewater from which the foreign substance is removed may pass through the catalytic reactor 200 (F y3 ) (S330). More specifically, the microbubble-type livestock wastewater whose flow rate is increased by the pump 150 is circulated through the bubble generator 100 by the foreign substance removal process, And can pass through the baffle 230. The livestock wastewater that has passed through the baffle 230 may flow into the catalyst layer 250 at a constant speed before the speed of the livestock wastewater is reduced by the pump 150.

부상된 마이크로 버블 형태의 축산 폐수는 상기 촉매층(250)을 통과할 수 있다. 이때, 마이크로 버블 형태의 축산 폐수는 이물질이 제거된 상태로 제공됨으로써, 상기 촉매층(250)의 표면에 별도의 불순물(Scale)을 형성하지 않고 상기 촉매층(250)을 통과할 수 있다. 축산 폐수는 상기 촉매층(250)에서의 촉매 반응을 통해 축산 폐수 내 질소 산화물 및 인(P)의 농도가 저감될 수 있다. The floating microbubble-type livestock wastewater can pass through the catalyst layer 250. At this time, the microbubble-type livestock wastewater is provided in a state in which the foreign substances are removed, so that it can pass through the catalyst layer 250 without forming a separate impurity on the surface of the catalyst layer 250. The concentration of nitrogen oxides and phosphorus (P) in the livestock wastewater can be reduced through the catalytic reaction in the catalyst layer 250 of the livestock wastewater.

상기 촉매 반응기(200)를 통해 질소 산화물 및 인(P)이 저감된 축산 폐수는 상기 제3 촉매순환구간유로(570)를 따라 상기 저장조(300) 상부로 유입(Fy4)될 수 있다(S340). 이후, 마이크로 버블 형태의 축산 폐수는 질소 산화물 및 인(P)이 제거될 때까지, 상기 단계들(S310, S320, S330, S340)을 반복적으로 수행할 수 있다.Through the catalytic reactor 200, nitrogen oxides, and phosphorus (P), a livestock waste water This reduction may be introduced into (F y4) to the storage tank 300, the top along the third catalytic cycle period flow path (570) (S340 ). Thereafter, the microbubble-type livestock wastewater can repeatedly perform the above steps (S310, S320, S330, S340) until the nitrogen oxide and phosphorus (P) are removed.

상기 촉매반응공정이 완료된 후, 질소 산화물 및 인(P)이 제거된 마이크로 버블 형태의 축산 폐수는 상기 저장조(300)에 임시 저장될 수 있다. After the catalytic reaction process is completed, the microbubble-type livestock wastewater having nitrogen oxide and phosphorus (P) removed can be temporarily stored in the storage tank 300.

이상, 본 발명의 실시 예에 따른 축산 폐수 처리 장치의 동작 방법을 설명하였다. The operation method of the livestock wastewater treatment apparatus according to the embodiment of the present invention has been described above.

이하에서는, 상술된 본 발명의 실험 예에 따른 축산 폐수 처리 장치 및 비교 예에 따른 폐수 내 질소 처리 시스템의 폐수 처리 특성 평가 결과를 설명하겠다.
Hereinafter, results of evaluation of wastewater treatment characteristics of the livestock wastewater treatment apparatus according to the experimental example of the present invention and the nitrogen treatment system in the wastewater according to the comparative example will be described below.

본 발명의 실험 예에 따른 축산 폐수 처리 장치의 폐수 처리 특성 평가Evaluation of Wastewater Treatment Characteristics of Livestock Wastewater Treatment Apparatus According to Experimental Example of the Present Invention

본 발명의 실험 예에 따른 상기 축산 폐수 처리 장치의 폐수 처리 특성 평가를 실시하였다.The wastewater treatment characteristics of the livestock wastewater treatment apparatus according to the experimental example of the present invention were evaluated.

산화제로 300mL/min 유속의 공기를 공급하고, Fe/MgO의 촉매가 300g/L 충진된 촉매층을 적용하였다. A catalyst layer of 300 g / L of Fe / MgO catalyst was applied.

또한, 가축 분뇨에 의한 이물질이 733.3±47.1mg/L이고, 질소 산화물이 420mg/L인 축산 폐수를 상기 버블 발생기(100)에 투입시켰다.In addition, livestock wastewater having a content of 733.3 ± 47.1 mg / L by the animal manure and 420 mg / L of nitrogen oxide was introduced into the bubble generator 100.

이후, 상기 이물제거공정 및 상기 촉매반응공정을 각각 2시간 동안 수행하였다.
Then, the foreign material removal process and the catalytic reaction process were performed for 2 hours each.

본 발명의 비교 예에 따른 폐수 내 질소 처리 시스템의 폐수 처리 특성 평가Evaluation of Wastewater Treatment Characteristics of Nitrogen Treatment System in Wastewater According to Comparative Example of the Present Invention

본 발명의 비교 예로, 본 출원인에 의해 기출원 된 폐수 내 질소 처리 시스템(대한민국 등록특허 10-1570796)의 폐수 처리 특성 평가를 실시하였다. As a comparative example of the present invention, the wastewater treatment characteristic evaluation of the nitrogen treatment system (Korean Patent No. 10-1570796) in the waste water intended to be output by the present applicant was carried out.

산화제로 300mL/min 유속의 공기를 공급하고, Fe/MgO의 촉매가 300g/L 충진된 촉매층을 적용하였다. A catalyst layer of 300 g / L of Fe / MgO catalyst was applied.

이후, 이물질이 760.0±0.0mg/L인 축산 폐수를 일체형의 상기 폐수 내 질소 처리 시스템에 투입시켰으며, 2시간 동안 순환 공정을 진행하였다.
Then, the livestock wastewater having the foreign matter of 760.0 ± 0.0 mg / L was introduced into the integrated nitrogen treatment system of the wastewater, and the circulation process was carried out for 2 hours.

하기 [표 1]은 본 발명의 실험 예 및 비교 예에 따른 축산 폐수 내 가축분뇨의 이물질 제거 효율을 나타낸 표이다.Table 1 below is a table showing the foreign matter removal efficiency of livestock manure in livestock wastewater according to the experimental and comparative examples of the present invention.

축산 폐수 내
초기 이물질량
In livestock wastewater
Initial amount of foreign matter
이물제거공정 시행(2h) 후 이물질량(A)After the foreign material removal process (2h), the amount of foreign matter (A) 폐수 처리 장치의 동작 완료 후
이물질량(B)
After completion of the operation of the wastewater treatment device
The amount of foreign substances (B)
폐수 처리 장치의
동작 완료 후
이물질 제거 효율(A+B)
Of wastewater treatment equipment
After completing the operation
Foreign matter removal efficiency (A + B)
실험 예Experimental Example 733.3±47.1mg/L733.3 ± 47.1 mg / L 100.0±0.0mg/L100.0 0.0 mg / L 105.0±21.2mg/L (2h)105.0 + - 21.2 mg / L (2h) 85,7% (4h)85.7% (4h) 비교 예Comparative Example 760.0±0.0mg/L760.0 0.0 mg / L -- 110±28.3mg/L (2h)110 ± 28.3 mg / L (2h) 85.5% (2h)85.5% (2h)

이물제거공정에 의한 축산 폐수 내 가축분뇨의 이물질 제거 효율Removal efficiency of livestock manure by livestock removal process in livestock wastewater

상기 [표 1]을 참조하면, 본 발명의 실험 예에 따라 상기 축산 폐수 처리 장치에 의해 처리된 축산 폐수 내 이물질량은 상기 이물제거공정의 수행 후, 초기 733.3±47.1mg/L에서 100.0±0.0mg/L로 감소되었음을 확인할 수 있다. Referring to Table 1, the amount of foreign matter in the livestock wastewater treated by the livestock wastewater treatment apparatus according to the experimental example of the present invention was 100.0 ± 0.0 at the initial stage of 733.3 ± 47.1 mg / mg / L. < / RTI >

상기 이물제거공정을 통해 이물질이 감소된 축산 폐수를 상기 촉매 반응기(200)에 투입한 후 상기 촉매반응공정을 수행한 결과, 상기 축산 폐수 처리 장치의 작동이 최종 완료(4h)된 후의 상기 축산 폐수 내에 이물질량은 105.0±21.2mg/L인 것으로 확인되었으며, 따라서, 상기 축산 폐수 처리 장치의 이물질 제거 효율은 85.7%인 것으로 확인되었다.After the livestock wastewater whose amount of foreign matter has been reduced through the above-described foreign matter removing process is inputted to the catalytic reactor 200 and then the catalytic reaction process is performed, the livestock wastewater after the operation of the livestock wastewater treatment device is completed (4h) It was confirmed that the amount of foreign matter in the livestock wastewater treatment apparatus was 105.0 ± 21.2 mg / L. Therefore, it was confirmed that the foreign matter removal efficiency of the livestock wastewater treatment apparatus was 85.7%.

본 발명의 비교 예에 따라 축산 폐수 내 이물질을 제거하는 전처리 단계를 수행하지 않는 상기 폐수 내 질소 처리 시스템의 경우, 2시간 동안의 폐수 처리 완료 시 축산 폐수 내 이물질량은 초기 760.0±0.0mg/L에서 110±28.3mg/L로 감소되었음을 확인하였다. 이에 따라, 상기 폐수 내 질소 처리 시스템의 이물질 제거 효율은 85.5%인 것으로 확인되었다. According to the comparative example of the present invention, in the case of the nitrogen treatment system in the wastewater which does not perform the pretreatment step of removing impurities in the livestock wastewater, the amount of the foreign matter in the livestock wastewater after the completion of the wastewater treatment for 2 hours is 760.0 ± 0.0 mg / To 110 ± 28.3 mg / L, respectively. Accordingly, it was confirmed that the foreign matter removal efficiency of the nitrogen treatment system in the wastewater was 85.5%.

따라서, 본 발명의 실험 예에 따른 상기 축산 폐수 처리 장치는 가축분뇨에 의한 이물질의 제거 효율에 있어서, 기출원 된 본 발명의 비교 예에 따른 상기 폐수 내 질소 처리 시스템과 유사한 성능을 가지는 것으로 확인되었다.Therefore, the animal husbandry wastewater treatment apparatus according to the experimental example of the present invention was confirmed to have similar performance to the nitrogen treatment system in the wastewater according to the comparative example of the present invention, .

도 8은 본 발명의 실험 예에 따른 상기 축산 폐수 처리 장치 및 비교 예에 따른 상기 폐수 내 질소 처리 시스템의 촉매 사용 횟수 대비 질소 산화물의 제거 효율을 나타낸 그래프이다.FIG. 8 is a graph showing the removal efficiency of nitrogen oxide versus the number of times of use of the catalyst in the wastewater treatment system according to the experimental example of the present invention and the comparative example.

도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 비교 예에 따른 상기 폐수 내 질소 처리 시스템은 초기 촉매 사용에 의한 질소 산화물 제거율이 34.75%였으나, 4회차에서는 23.4%로 감소하여, 촉매 수명이 3회에 제한됨을 확인할 수 있다. Referring to FIGS. 1 to 8, in the nitrogen treatment system according to the comparative example of the present invention, the removal rate of nitrogen oxide by the use of the initial catalyst was 34.75%, but it decreased to 23.4% . ≪ / RTI >

본 발명의 실험 예에 따른 상기 축산 폐수 처리 장치의 경우, 초기 촉매 사용에 의한 질소 산화물 제거율은 31.9%로, 본 발명의 비교 예에 따른 상기 폐수 내 질소 처리 시스템의 효율보다 낮게 측정되었다. 그러나, 본 발명의 실험 예에 따른 상기 축산 폐수 처리 장치는 상기 촉매의 5회차 사용 시에도 27.4%의 높은 질소 산화물 제거율을 기록함으로써, 본 발명의 비교 예에 따른 상기 폐수 내 질소 처리 시스템 대비 1.6배 이상의 촉매 사용이 가능함을 확인할 수 있다. 다시 말해서, 본 발명의 실험 예에 따른 상기 축산 폐수 처리 장치의 사용 시 촉매 수명이 연장됨을 확인할 수 있다.
In the case of the livestock wastewater treatment apparatus according to the experimental example of the present invention, the nitrogen oxide removal rate by the use of the initial catalyst was 31.9%, which was lower than the efficiency of the nitrogen treatment system in the wastewater according to the comparative example of the present invention. However, the livestock wastewater treatment apparatus according to the experimental example of the present invention records a high nitrogen oxide removal rate of 27.4% even when the catalyst is used five times, It can be confirmed that the use of the above catalyst is possible. In other words, the use of the livestock wastewater treatment apparatus according to the experimental example of the present invention prolongs the life of the catalyst.

도 9 및 도 10은 본 발명의 실험 예에 따른 상기 축산 폐수 처리 장치의 시간별 오염물질 제거 효율을 설명하기 위한 그래프들이다. 보다 구체적으로, 도 9는 상기 축산 폐수 처리 장치의 총 화학적산소요구량(Total Chemical Oxygen Demand, TCOD)에 따른 시간별 유기오염물질의 제거 효율을 나타낸 그래프이고, 도 10은 상기 축산 폐수 처리 장치의 용해성 화학적산소요구량(Soluble Chemical Oxygen Demand, SCOD)에 따른 시간별 유기오염물질의 제거 효율을 나타낸 그래프이다.FIG. 9 and FIG. 10 are graphs for explaining pollutant removal efficiency of the livestock wastewater treatment apparatus according to the experimental example of the present invention. More specifically, FIG. 9 is a graph showing the removal efficiency of organic pollutants by time according to the total chemical oxygen demand (TCOD) of the livestock wastewater treatment apparatus, and FIG. 10 is a graph showing the removal efficiency FIG. 2 is a graph showing removal efficiencies of organic pollutants by time according to oxygen demand (Soluble Chemical Oxygen Demand, SCOD). FIG.

상기 총 화학적산소요구량(TCOD) 및 용해성 화학적산소요구량(SCOD)의 데이터는 축산 폐수 내 유기오염물질의 함량을 검출하기 위한 지표이다. 보다 구체적으로 설명하면, 일 실시 예에 따라 축산 폐수 내 총 화학적산소요구량(TCOD) 또는 용해성 화학적산소요구량(SCOD)이 감소했다는 것은 축산 폐수 내 유기오염물질의 함량이 감소함을 의미한다.The total chemical oxygen demand (TCOD) and soluble chemical oxygen demand (SCOD) data are indicators for detecting the content of organic pollutants in livestock wastewater. More specifically, the decrease in total chemical oxygen demand (TCOD) or soluble chemical oxygen demand (SCOD) in the livestock wastewater according to one embodiment means that the content of organic pollutants in the livestock wastewater decreases.

이를 바탕으로 도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 축산 폐수 처리 장치의 동작 4시간(240min)이 지난 시점에 측정된 축산 폐수의 총 화학적산소요구량(TCOD)은 초기 측정량 대비 3,700mg/L만큼 감소되었다. 이는 앞서 설명한 바와 같이, 축산 폐수 내 유기오염물질이 초기 측정량 대비 3,700mg/L만큼 제거되었음을 의미한다. 따라서, 상기 축산 폐수 처리 장치의 유기오염물질 제거 효율은 57.8%인 것으로 확인될 수 있다. 9 and 10, the total chemical oxygen demand (TCOD) of the livestock wastewater measured 4 hours after the operation of the livestock wastewater treatment apparatus (240 min) is 3,700 mg / L . This means that the organic pollutants in the livestock wastewater have been removed by 3,700 mg / L of the initial measured amount, as described above. Therefore, it can be confirmed that the organic pollutant removal efficiency of the livestock wastewater treatment apparatus is 57.8%.

또한, 4시간(240min) 후에 측정된 축산 폐수의 생물학적 분해 가능한 용해성 화학적산소요구량(SCOD)은 초기 측정량 대비 562mg/L만큼 감소되었다. 따라서, 상기 축산 폐수 처리 장치에 의한 축산 폐수 내 생물학적으로 분해되는 유기오염물질의 제거 효율은 18.4%인 것으로 확인될 수 있다. In addition, the biodegradable soluble chemical oxygen demand (SCOD) of the livestock wastewater measured after 4 hours (240 min) was reduced by 562 mg / L compared to the initial measured amount. Therefore, the removal efficiency of biologically degradable organic pollutants in the livestock wastewater by the livestock wastewater treatment apparatus can be confirmed to be 18.4%.

결과적으로, 상기 축산 폐수 처리 장치는 생물학적 분해가 어려운 유기오염물질의 산화 제거 효율이 더 높음을 확인할 수 있다. 이에 따라, 상기 축산 폐수 처리 장치에서는 OH- 라디칼(Radical)에 의한 화학적 산화 반응이 활발히 수행됨을 짐작할 수 있다.As a result, it can be confirmed that the livestock wastewater treatment apparatus has higher oxidation removal efficiency of organic pollutants which are difficult to be biodegraded. Accordingly, it can be inferred that in the livestock wastewater treatment apparatus, a chemical oxidation reaction by OH-radicals is actively performed.

그리고, 상기 결과는 본 발명의 비교 예에 따른 상기 폐수 내 질소 처리 시스템의 총 화학적산소요구량(TCOD) 및 용해성 화학적산소요구량(SCOD)의 시간당 변화율과 유사하다. 따라서, 본 발명의 실험 예에 따른 상기 축산 폐수 처리 장치는 유기오염물질의 제거에 있어서 기출원 된 본 발명의 비교 예에 따른 상기 폐수 내 질소 처리 시스템과 유사한 성능을 가지는 것으로 확인되었다.
The results are similar to the rate of change in total chemical oxygen demand (TCOD) and soluble chemical oxygen demand (SCOD) over time for the nitrogen treatment system in the wastewater according to the comparative example of the present invention. Therefore, it has been confirmed that the livestock wastewater treatment apparatus according to the experimental example of the present invention has similar performance to the nitrogen treatment system in the wastewater according to the comparative example of the present invention, which is desired to be released in the removal of organic pollutants.

도 11은 본 발명의 실험 예에 따른 상기 축산 폐수 처리 장치의 시간당 질소 산화물(암모니아성 질소)의 농도 및 제거 효율을 나타낸 그래프이다.11 is a graph showing the concentration and removal efficiency of nitrogen oxide (ammonia nitrogen) per hour in the livestock wastewater treatment apparatus according to the experimental example of the present invention.

도 1 내지 도 7, 그리고 도 11을 참조하면, 상기 축산 폐수 처리 장치의 질소 산화물(암모니아성 질소)은 초기 420mg/L에서 286mg/L로 제거되면서, 31.9%의 제거 효율을 나타내었다. 1 to 7 and 11, the nitrogen oxide (ammonia nitrogen) of the livestock wastewater treatment apparatus was removed from the initial 420 mg / L to 286 mg / L, and the removal efficiency was 31.9%.

이는 동일 조건에서 진행된 본 발명의 비교 예에 따른 폐수 내 질소 처리 시스템의 시간당 질소 산화물(암모니아성 질소) 제거 효율과 유사하다.
This is similar to the removal efficiency of nitrogen oxide (ammonia nitrogen) per hour of the nitrogen treatment system in the wastewater according to the comparative example of the present invention conducted under the same conditions.

도 12는 본 발명의 실험 예에 따른 상기 축산 폐수 처리 장치의 시간당 인(P)의 농도(T-P concentration) 및 제거 효율을 나타낸 그래프이다.12 is a graph showing the concentration (T-P concentration) and removal efficiency of phosphorus (P) per hour in the livestock wastewater treatment apparatus according to the experimental example of the present invention.

도 1 내지 도 7, 그리고 도 12를 참조하면, 상기 축산 폐수 처리 장치의 인(P)의 제거 효율은 상기 이물제거공정 수행 시에는 약 20% 정도로 낮게 보이나, 상기 촉매반응공정 수행 시에는 약 80% 정도로 높게 나타냄을 확인할 수 있다. 따라서, 상기 축산 폐수 처리 장치는 축산 폐수 내 고효율의 인(P) 제거가 가능함을 확인할 수 있다.
Referring to FIGS. 1 to 7 and 12, the removal efficiency of phosphorus (P) in the livestock wastewater treatment apparatus is as low as about 20% at the time of performing the foreign matter removal process, %, Respectively. Therefore, it can be confirmed that the livestock wastewater treatment apparatus can remove phosphorus (P) with high efficiency in livestock wastewater.

이상 본 발명의 실시 예에 따른 축산 폐수 처리 장치 및 그의 동작 방법을 설명하였다. 본 발명에 따르면, 상기 축산 폐수 처리 장치 및 그 동작 방법은 버블 발생기, 촉매 반응기, 저장조, 이물제거유로, 촉매순환유로 및 밸브부를 포함함으로써, 이물질이 선 제거된 축산 폐수를 촉매층에 투입하는 장수명의 촉매층 사용이 가능하고, 폐수 처리 효율이 높은 분리형의 상기 축산 폐수 처리 장치 및 그 동작 방법을 제공할 수 있다.The apparatus for treating livestock wastewater according to the embodiment of the present invention and the operation method thereof have been described above. According to the present invention, the livestock wastewater treatment apparatus and the operation method thereof include a bubble generator, a catalytic reactor, a reservoir, a dirt removal channel, a catalyst circulation channel, and a valve unit, whereby the livestock wastewater It is possible to provide the separation-type livestock wastewater treatment apparatus capable of using the catalyst layer and having a high wastewater treatment efficiency and an operation method thereof.

또한, 상기 축산 폐수 처리 장치는, 본 출원인에 의해 기출원 된 폐수 내 질소 처리 시스템(대한민국 등록특허 10-1570796)과 비교하여서도, 고효율의 질소 산화물 제거 효율은 그대로 유지된 반면, 고효율의 인(P)의 제거 및 장수명의 촉매 사용이 보완됨으로써, 진보된 상기 축산 폐수 처리 장치 및 그 동작 방법을 제공할 수 있다.
In addition, the livestock wastewater treatment apparatus has a high efficiency of nitrogen oxide removal efficiency as compared with the nitrogen treatment system (Korean Patent No. 10-1570796) in the wastewater intended to be output by the applicant of the present invention, P) and the use of a long-life catalyst are complemented, thereby making it possible to provide the advanced livestock wastewater treatment apparatus and the operation method thereof.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical and exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled 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.

100; 버블 발생기
110; 폐수유입기
130; 산화제유입기
135; 조절 밸브
150; 펌프
170; 다공판
200; 촉매 반응기
230; 배플
250; 촉매층
270; 제1 이물제거관
300; 저장조
350; 제2 이물제거관
400; 이물제거유로
430; 제1 이물제거구간유로
450; 제2 이물제거구간유로
500; 촉매순환유로
530; 제1 촉매순환구간유로
550; 제2 촉매순환구간유로
570; 제3 촉매순환구간유로
600; 밸브부
100; Bubble generator
110; Wastewater inlet
130; Oxidant inlet
135; Control valve
150; Pump
170; Perforated plate
200; Catalytic reactor
230; baffler
250; The catalyst layer
270; The first foreign matter removing pipe
300; Storage tank
350; The second foreign material removing pipe
400; Foreign matter removing flow path
430; In the first foreign material removing section,
450; The second foreign material removing section flow path
500; The catalytic circulation flow path
530; The first catalyst circulation interval flow path
550; The second catalyst circulation interval flow path
570; The third catalyst circulation interval flow path
600; The valve portion

Claims (16)

폐수유입기에 의해 외부로부터 유입된 축산 폐수를 산화제유입기, 펌프 및 다공판에 의해 버블화시키는 버블 발생기;
축산 폐수와 촉매 반응을 일으키는 촉매층을 포함하는 촉매 반응기;
상기 버블 발생기 및 상기 촉매 반응기로부터 처리된 축산 폐수들을 임시 저장하는 저장조;
상기 버블 발생기 및 상기 저장조를 연결하여, 버블화 된 축산 폐수를 순환시키는 순환 유로를 제공하는 이물제거유로; 및
상기 저장조, 상기 버블 발생기 및 상기 촉매 반응기를 연결하여, 이물질이 제거된 축산 폐수를 순환시키는 순환 유로를 제공하는 촉매인 촉매순환유로;
를 포함함으로써,
축산 폐수 내에 존재하는 질소 산화물 및 인(P) 성분을 제거하며,
상기 촉매 반응기는
상기 버블 발생기로부터 가속화 된 버블 형태의 축산 폐수를 정속으로 유지시키도록 하단에 위치하는 배플(Baffle) 및
상기 축산 폐수와 촉매 반응을 일으키도록 상기 배플의 상단에 위치하는 촉매층;을 포함하고, 상기 배플은 상기 축산 폐수의 유속에 따라 구비되는 개수가 결정되며,
상기 펌프는
전기 모터 또는 내연기관 중 적어도 하나의 동력기관으로 이루어져, 상기 폐수유입기를 통해 유입된 축산 폐수를 상기 이물제거유로를 따라 일 방향으로 이동하도록 상기 축산 폐수의 흐름을 제어하고, 상기 산화제유입기를 통해 유입된 산화제를 녹여 상기 축산 폐수 내 기포를 형성시키고,
상기 축산 폐수는
상기 이물제거유로를 일정 시간 동안 반복 순환한 후, 상기 촉매순환유로를 반복 순환하며,
상기 이물제거유로는
일단이 상기 버블 발생기의 하측면과 연결되고, 타단이 상기 저장조의 하측면과 연결되는 제1 이물제거구간유로; 및
일단이 상기 저장조의 상부면과 연결되고, 타단이 상기 버블 발생기의 상부면과 연결되는 제2 이물제거구간유로;
를 포함하여 순환 경로를 이루고,
상기 촉매순환유로는
일단이 상기 저장조의 상부면과 연결되고, 타단이 상기 버블 발생기의 상부면과 연결되는 제1 촉매순환구간유로;
일단이 상기 버블 발생기의 하부면과 연결되고, 타단이 상기 촉매 반응기의 하부면과 연결되는 제2 촉매순환구간유로; 및
일단이 상기 촉매 반응기의 상부면과 연결되고, 타단이 상기 저장조의 상부면과 연결되는 제3 촉매순환구간유로;
를 포함하여 순환 경로를 이루는 것을 특징으로 하는 축산 폐수 처리 장치.
A bubble generator for bubbling livestock wastewater introduced from the outside by a wastewater inlet by an oxidant inlet, a pump and a perforated plate;
A catalytic reactor comprising a catalytic layer for causing a catalytic reaction with livestock wastewater;
A storage tank for temporarily storing the livestock wastewater treated from the bubble generator and the catalytic reactor;
A bubble eliminator for connecting the bubble generator and the reservoir to provide a circulation channel for circulating bubbled livestock wastewater; And
A catalytic circulation flow path that connects the storage tank, the bubble generator, and the catalytic reactor to provide a circulation flow path for circulating the livestock wastewater from which foreign matter has been removed;
By this,
Removing nitrogen oxide and phosphorus (P) components present in the livestock wastewater,
The catalytic reactor
A baffle and a baffle disposed at the lower end to maintain the bubbling livestock wastewater accelerated from the bubble generator at a constant speed;
And a catalytic layer positioned at an upper end of the baffle to cause a catalytic reaction with the livestock wastewater, wherein the number of the baffles is determined according to the flow rate of the livestock wastewater,
The pump
Wherein the control unit controls the flow of the livestock wastewater so as to move the livestock wastewater flowing through the wastewater inflow unit in one direction along the wastewater removal channel, The oxidizing agent is dissolved to form bubbles in the livestock wastewater,
The livestock wastewater
After repeatedly circulating the foreign matter removing passage for a predetermined time, the catalyst circulating passage is repeatedly circulated,
The foreign matter removing passage
A first foreign matter removing passage through which one end is connected to a lower side of the bubble generator and the other end is connected to a lower side of the storage tank; And
A second foreign matter removing passage through which one end is connected to the upper surface of the reservoir and the other end is connected to the upper surface of the bubble generator;
And a circulation path,
The catalyst circulating flow path
A first catalyst circulating flow passage having one end connected to the upper surface of the reservoir and the other end connected to the upper surface of the bubble generator;
A second catalytic circulation flow passage in which one end is connected to a lower surface of the bubble generator and the other end is connected to a lower surface of the catalytic reactor; And
A third catalytic circulation flow passage having one end connected to the upper surface of the catalytic reactor and the other end connected to the upper surface of the storage tank;
And a circulation path including the circulation path.
삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
축산 폐수는 상기 이물제거유로를 2시간 이상 반복 순환하는 것을 특징으로 하는 축산 폐수 처리 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the livestock wastewater circulates the foreign matter removing channel repeatedly for 2 hours or more.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 저장조 및 상기 촉매 반응기는
상부면으로부터 소정거리 돌출되어 형성된 원통형의 제1 및 제2 이물제거관을 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 축산 폐수 처리 장치.
The method according to claim 1,
The reservoir and the catalytic reactor
And a cylindrical first and second debris removing pipes formed to protrude from the upper surface by a predetermined distance, respectively.
제1 항에 있어서,
상기 촉매층은
산화물 담체에 전이금속, 알칼리 금속, 및 알칼리토금속 중 적어도 하나가 담지된 촉매를 포함하는 것을 특징으로 하는 축산 폐수 처리 장치.
The method according to claim 1,
The catalyst layer
An apparatus for processing livestock wastewater characterized by comprising a catalyst in which at least one of a transition metal, an alkali metal, and an alkaline earth metal is supported on an oxide carrier.
제10 항에 있어서,
상기 촉매가 산화물 담체에 전이금속이 담지된 형태일 경우,
상기 산화물 담체는 산화 마그네슘(MgO)이며,
상기 전이금속은 철(Fe)인 것을 특징으로 하는 축산 폐수 처리 장치.
11. The method of claim 10,
When the catalyst is a transition metal supported on the oxide support,
The oxide carrier is magnesium oxide (MgO)
Wherein the transition metal is iron (Fe).
축산 폐수가 버블 발생기로 주입되어, 상기 버블 발생기 내 구비된 산화제유입기, 펌프 및 다공판에 의해 버블화되는 단계;
축산 폐수가 이물제거유로를 따라 순환하여 버블 생성을 통해 축산 폐수 내의 이물질을 제거하는 이물제거공정을 수행하는 단계; 및
상기 이물제거공정에 의해 이물질이 제거된 축산 폐수를 촉매순환유로를 따라 순환시켜 촉매층이 포함된 촉매 반응기에서 축산 폐수 내의 질소 산화물 및 인(P)을 제거하는 촉매반응공정을 수행하는 단계;
를 포함하고,
상기 이물제거유로는
일단이 상기 버블 발생기의 하측면과 연결되고, 타단이 저장조의 하측면과 연결되는 제1 이물제거구간유로; 및
일단이 상기 저장조의 상부면과 연결되고, 타단이 상기 버블 발생기의 상부면과 연결되는 제2 이물제거구간유로;
를 포함하여 순환 경로를 이루며,
상기 촉매순환유로는
일단이 상기 저장조의 상부면과 연결되고, 타단이 상기 버블 발생기의 상부면과 연결되는 제1 촉매순환구간유로;
일단이 상기 버블 발생기의 하부면과 연결되고, 타단이 상기 촉매 반응기의 하부면과 연결되는 제2 촉매순환구간유로; 및
일단이 상기 촉매 반응기의 상부면과 연결되고, 타단이 상기 저장조의 상부면과 연결되는 제3 촉매순환구간유로;
를 포함하여 순환 경로를 이루고,
상기 촉매 반응기는
상기 버블 발생기로부터 가속화 된 버블 형태의 축산 폐수를 정속으로 유지시키도록 하단에 위치하는 배플(Baffle); 및
상기 축산 폐수와 촉매 반응을 일으키도록 상기 배플의 상단에 위치하는 촉매층;
을 포함하고, 상기 배플은 상기 축산 폐수의 유속에 따라 구비되는 개수가 결정되며,
상기 펌프는
전기 모터 또는 내연기관 중 적어도 하나의 동력기관으로 이루어져, 주입된 축산 폐수를 상기 이물제거유로를 따라 일 방향으로 이동하도록 상기 축산 폐수의 흐름을 제어하고, 상기 산화제유입기를 통해 유입된 산화제를 녹여 상기 축산 폐수 내 기포를 형성시키고,
상기 이물제거공정은
상기 제1 이물제거구간유로를 따라, 상기 버블 발생기에 의해 버블화 된 축산 폐수를 상기 저장조 하부에 전달하는 단계;
상기 저장조 하부에 유입된 버블 형태의 축산 폐수 내 이물질이 상기 저장조 상부로 부상하는 단계; 및
상기 제2 이물제거구간유로를 따라, 이물질이 감소된 버블 형태의 축산 폐수를 다시 상기 버블 발생기로 전달하는 단계;
를 반복 수행하며,
상기 촉매반응공정은
상기 제1 촉매순환구간유로를 따라, 상기 저장조 상부로부터 이물질이 제거된 버블 형태의 축산 폐수를 상기 버블 발생기에 전달하는 단계;
상기 제2 촉매순환구간유로를 따라, 상기 버블 발생기로부터 재(再) 버블화 된 축산 폐수를 상기 촉매 반응기에 투입하는 단계;
상기 촉매 반응기에 투입된 이물질이 제거된 축산 폐수가 촉매층을 통과하면서 촉매 반응을 일으키는 단계; 및
상기 제3 촉매순환구간유로를 따라. 촉매 반응에 의해 질소 산화물 및 인(P)의 농도가 감소된 축산 폐수가 상기 촉매 반응기 상부로부터 상기 저장조 상부로 유입되는 단계;
를 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 축산 폐수 처리 장치의 동작 방법.
Livestock wastewater is injected into the bubble generator and bubbled by the oxidant inlet, the pump and the perforated plate provided in the bubble generator;
Performing a debris removal process in which the livestock wastewater circulates along the dewatering flow path to remove foreign matter in the livestock wastewater through bubble generation; And
Performing a catalytic reaction process of circulating the livestock wastewater from which the foreign substances are removed by the foreign material removal process along the catalytic circulation flow path to remove nitrogen oxides and phosphorus (P) from the livestock wastewater in a catalytic reactor including the catalytic layer;
Lt; / RTI >
The foreign matter removing passage
A first foreign matter removing passage through which one end is connected to a lower side of the bubble generator and the other end is connected to a lower side of the storage tank; And
A second foreign matter removing passage through which one end is connected to the upper surface of the reservoir and the other end is connected to the upper surface of the bubble generator;
And a circulation path,
The catalyst circulating flow path
A first catalyst circulating flow passage having one end connected to the upper surface of the reservoir and the other end connected to the upper surface of the bubble generator;
A second catalytic circulation flow passage in which one end is connected to a lower surface of the bubble generator and the other end is connected to a lower surface of the catalytic reactor; And
A third catalytic circulation flow passage having one end connected to the upper surface of the catalytic reactor and the other end connected to the upper surface of the storage tank;
And a circulation path,
The catalytic reactor
A baffle located at the lower end to maintain the bubbling livestock wastewater accelerated from the bubble generator at a constant speed; And
A catalyst layer positioned at an upper end of the baffle to cause a catalytic reaction with the livestock wastewater;
Wherein the number of the baffles is determined according to the flow rate of the livestock wastewater,
The pump
Wherein the control unit controls the flow of the livestock wastewater so as to move the injected livestock wastewater in one direction along the dewatering flow path, dissolving the oxidizing agent introduced through the oxidant inflow unit, To form bubbles in the livestock wastewater,
The foreign matter removing process
Transferring the livestock wastewater bubbled by the bubble generator to the lower portion of the storage tank along the first foreign material removing section flow path;
Floating the foreign matter in the bovine livestock wastewater flowing into the lower part of the storage tank to the upper part of the storage tank; And
Transferring the livestock wastewater in the form of a bubble having a reduced foreign matter to the bubble generator along the second foreign material removing section flow path;
Lt; / RTI >
The catalytic reaction process
Transferring a bubble-shaped livestock wastewater from which the foreign substance is removed from the upper portion of the storage tank to the bubble generator along the first catalyst circulation passage;
Feeding the livestock wastewater re-bubbled from the bubble generator into the catalytic reactor along the second catalytic circulation passage;
Causing the catalytic reaction to occur while the livestock wastewater from which the foreign substances introduced into the catalytic reactor are removed passes through the catalyst bed; And
And along the third catalytic circulation passage. Introducing the livestock wastewater having a reduced concentration of nitrogen oxide and phosphorus (P) into the upper portion of the storage tank from the upper portion of the catalytic reactor by a catalytic reaction;
Is repeatedly carried out. ≪ IMAGE >
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020160148892A 2016-11-09 2016-11-09 Apparatus of livestock wastewater treatment and method of operating the same KR101961671B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160148892A KR101961671B1 (en) 2016-11-09 2016-11-09 Apparatus of livestock wastewater treatment and method of operating the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160148892A KR101961671B1 (en) 2016-11-09 2016-11-09 Apparatus of livestock wastewater treatment and method of operating the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180051931A KR20180051931A (en) 2018-05-17
KR101961671B1 true KR101961671B1 (en) 2019-07-17

Family

ID=62486013

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160148892A KR101961671B1 (en) 2016-11-09 2016-11-09 Apparatus of livestock wastewater treatment and method of operating the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101961671B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101163089B1 (en) * 2011-08-17 2012-07-05 주식회사 동신이엔텍 Air dossoving tube and dissolved air injection type flotation tank
KR101570796B1 (en) * 2013-01-21 2015-11-23 대한민국 A system for removing nitrogen in wastewater

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101163089B1 (en) * 2011-08-17 2012-07-05 주식회사 동신이엔텍 Air dossoving tube and dissolved air injection type flotation tank
KR101570796B1 (en) * 2013-01-21 2015-11-23 대한민국 A system for removing nitrogen in wastewater

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180051931A (en) 2018-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5717188B2 (en) Waste water treatment method and waste water treatment equipment
CN1318324C (en) Sewage treatment appts. using self-granulating active sludge and sewage treatment process
JP5355459B2 (en) Organic wastewater treatment system
JP5115908B2 (en) Waste water treatment apparatus and treatment method
JP2011194373A (en) Treatment method and apparatus of rice processing wastewater
CN1789169A (en) Organic sulfur compound containing water discharge apparatus
JP5808663B2 (en) Method and apparatus for treating 1,4-dioxane in wastewater
JP2006082053A (en) Method and apparatus for treating nitrogen-containing drainage
JP5262735B2 (en) Anaerobic treatment method and apparatus
JP5166014B2 (en) Equipment for removing dissolved hydrogen sulfide in anaerobic treatment
JP2018083173A (en) Wastewater treatment method, wastewater treatment system and coal gasification power generation equipment with the same
JP6534245B2 (en) Breeding water circulation system for closed circulation type breeding
KR101961671B1 (en) Apparatus of livestock wastewater treatment and method of operating the same
JP4113759B2 (en) Waste water treatment method and waste water treatment equipment
CN111744361A (en) Device for advanced treatment of pyridine waste gas
JP2011062653A (en) Nitrogen-containing wastewater treatment method
JP2006061743A (en) Method and apparatus for treating excess sludge
CN212549029U (en) Device for advanced treatment of pyridine waste gas
KR101370513B1 (en) Bio-chemical water treatment apparatus and method
JP2008031744A (en) Circulating toilet system
KR101570796B1 (en) A system for removing nitrogen in wastewater
JP5717187B2 (en) Waste water treatment method and waste water treatment equipment
KR20100083223A (en) Method for high class treatment of wastewater using gas permeable membrane-attached biofilm
JP5329499B2 (en) Biological wastewater treatment equipment
CN111886206A (en) Sludge discharge control device, water treatment system, and sludge discharge control method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant