KR101979423B1 - High concentrated organic wasted water treating method - Google Patents

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KR101979423B1
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이종원
김동욱
임병현
우광재
강석환
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공주대학교 산학협력단
주식회사 에덴스베이브
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Abstract

The present invention provides a method for treating highly concentrated organic wastewater, which comprises: a step of mechanically pretreating the organic wastewater; a step of transferring the wastewater which has been subjected to the mechanical pretreatment to an acid fermentation tank and performing acid fermentation; a wet digestion step of transferring the acid-fermented wastewater from the acid fermentation tank to the wet digestion tank to decompose the organic matter remaining in the wastewater to generate methane gas and carbon dioxide; and a step of transferring the wet-digested waste liquid to a waste heat recovery tank to recover waste heat from the digested waste liquid, and supplying the waste heat to the acid fermentation tank. The method of the present invention optimizes the biological wastewater treatment process.

Description

고농도 유기성 폐수의 처리방법{HIGH CONCENTRATED ORGANIC WASTED WATER TREATING METHOD}HIGH CONCENTRATED ORGANIC WASTED WATER TREATING METHOD [0002]

본 발명은 고농도 유기성 폐수의 처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원수저류조 대신 산발효조를 두어 농축슬러지 및 폐열회수에 의해 산발효과정을 촉진하고, 습식소화조 후단에 폐열회수조를 설치하여 소화폐액으로부터 폐열을 회수하여 산발효조에서 사용하도록 하여 온실가스감출 내지 소화폐액의 생물학적 폐수처리의 최적화를 제공하는 고농도 유기성 폐수의 처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of treating a high concentration organic wastewater, and more particularly, to an acid fermentation tank in place of a raw water storage tank to promote acid fermentation process by collecting concentrated sludge and waste heat and installing a waste heat recovery tank at the end of a wet digestion tank, Which is used in an acid fermentation tank to optimize the biological wastewater treatment of the waste greenhouse gas or digestion waste liquid.

고농도 유기성 폐수 예로, 음식물 페기물, 음폐수 또는 가축분뇨의 처리과정에서 배출되는 페수는 주로 수분, 부유 고형분, 유분으로 구성되어 있다. 유분은 에멀젼 상태로 안정되게 수층에 존재하며 부유 고형분은 미세한 입자로 분산되어 있으므로 통상적인 방법으로 탈리액으로부터 유분 및 부유 고형분을 분리하기가 어렵다.High concentration organic wastewater For example, wastewater discharged from the processing of food wastes, drinking wastewater or livestock manure is mainly composed of water, suspended solid and oil. Since the oil is stably present in the aqueous layer in an emulsion state and the suspended solid is dispersed as fine particles, it is difficult to separate the oil and the suspended solid from the desorbing liquid by a conventional method.

도 1은 종래 유기성 폐수의 처리공정도로써, 주요 구성에 대하여 분설하면 다음과 같다. 상기 종래 구성의 원수저류조는 산발효조 및 가용화조의 기능을 수행하지 않고, 단지 0.5~2일 저류만 시키는 기능을 수행하며, 습식소화조는 산발효조 기능까지 수행하여야 하므로 유기성 폐자원의 에너지화 효율은 65~70%로 낮은 효율을 나타낸다. 또한, 유기성 폐수의 처리 및 에너지화 시설에서 중온(35℃)의 소화폐액이 필히 발생되어지고 있으나, 이에 대한 재활용 방안은 제시되고 있지 않다. FIG. 1 is a process chart of a conventional organic wastewater. The raw water storage tank of the conventional structure performs the function of reserving only 0.5 to 2 days without performing the functions of the acid fermentation tank and the solubilization tank and the wet digestion tank must perform the acid fermentation tank function, To 70%. In addition, although waste water at 35 ° C is generated in the treatment and energization of organic wastewater, there is no suggestion of recycling it.

상기 구성에 의하면, 소화폐액의 C/N비는 10ㅁ1 정도이고, 미생물 분해의 최적조건인 C/N비 20을 맞추기 위해서는 현재 대량의 메탄올(탄소원)을 주입하고 있는 실정이다. 이는 오염부하량을 증가시키고, 후속하는 폐수처리공정의 효율을 저감할 뿐만 아니라, 연계처리장에서의 잦은 클레임이 발생되고 있는 실정이다.According to the above configuration, the C / N ratio of the digested waste liquid is about 10 to 1, and a large amount of methanol (carbon source) is currently injected in order to adjust the C / N ratio 20, which is an optimum condition for microbial decomposition. This not only increases the pollutant load, reduces the efficiency of the subsequent wastewater treatment process, but also causes frequent claims in the linkage treatment plant.

기존 소화폐액의 탈수 및/또는 가압부상 후 폐수처리방법도 있으나, 응집제를 필수적으로 사용하여야 하거나, 탈수 및 고액분리의 효율이 낮고, 뿐만 아니라 질소제거 효과도 거의 제공할 수 없는 등의 많은 문제점이 있어 왔다.There is a method of treating wastewater after dewatering and / or pressurized flooding of existing extinguishing waste liquid. However, there are many problems such as the necessity of using coagulant, low efficiency of dewatering and solid-liquid separation, and in addition, I have been.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술이 가지는 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 원수저류조 대신 산발효조를 두어 농축슬러지 및 폐열회수에 의해 산발효과정을 촉진하고, 습식소화조 후단에 폐열회수조를 설치하여 소화폐액으로부터 폐열을 회수하여 산발효조에서 사용하도록 하여 온실가스감출 내지 소화폐액의 생물학적 폐수처리의 최적화를 제공하는 고농도 유기성 폐수의 처리방법을 제공함에 있다.The object of the present invention is to provide an acid fermentation tank in place of a raw water storage tank to accelerate the acid fermentation process by collecting concentrated sludge and waste heat, The present invention also provides a method for treating a high concentration organic wastewater that provides optimization of biological wastewater treatment of a greenhouse gas disposal or digestion waste liquid by using waste water from a digested waste liquid to be used in an acid fermentation tank.

상기한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제는 다음과 같은 수단에 의해 달성되어진다.The technical problem of the present invention as described above is achieved by the following means.

(1) 유기성 폐수를 기계적으로 전처리하는 단계; 상기 기계적 전처리를 거친 폐수를 산발효조로 이송하여 산발효하는 단계; 상기 산발효조에서 산발효된 폐수를 습식소화조로 이송하여 폐수내 잔류하는 유기물을 분해하여 메탄가스와 이산화탄소를 생성하는 습식소화단계; 및 상기 습식소화된 소화폐액을 폐열회수조로 이송하여 상기 소화폐액으로부터 폐열을 회수하고 산발효조로 공급하는 단계;를 포함하는 고농도 유기성 폐수의 처리방법.(1) mechanically pretreating organic wastewater; Transferring the wastewater subjected to the mechanical pretreatment to an acid fermentation tank and performing acid fermentation; A wet digestion step of transferring the acid fermented wastewater from the acid fermentation tank to the wet digestion tank to decompose the organic matter remaining in the wastewater to generate methane gas and carbon dioxide; And transferring the wet digested digested waste liquid to a waste heat recovery tank, recovering waste heat from the digested waste liquid, and supplying the waste heat to an acid fermentation tank.

(2) 상기 (1)에 있어서,(2) In the above (1)

폐열회수조의 후단에 설치된 고액분리기에서 초미세기포를 이용하여 소화폐액을 고액분리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 유기성 폐수의 처리방법.Further comprising the step of solid-liquid separating the extinguishing waste liquid by using a super strength centrifugal separator in a solid-liquid separator installed at the rear end of the waste heat recovery tank.

(3) 상기 (2)에 있어서,(3) In the above (2)

열교환부를 추가로 구비하되, 상기 폐열회수조의 소화폐액과 열교환되어 상기 산발효조의 폐수와 열교환하는 것에 의해 상기 고액분리기로 유입되는 폐수를 냉각시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 유기성 폐수의 처리방법.Further comprising the step of cooling the wastewater flowing into the solid-liquid separator by heat-exchanging the wastewater discharged from the acid fermentation tank with the waste wastewater discharged from the waste heat recovery tank and performing heat exchange with the wastewater discharged from the acid fermentation tank. Way.

(4) 상기 (3)에 있어서,(4) In the above (3)

상기 열교환부는,The heat-

순환되는 냉매를 이용하여 상기 폐열회수조의 폐열을 상기 산발효조의 폐수로 전달하기 위한 제1열교환부; 및A first heat exchanger for transferring the waste heat of the waste heat recovery tank to the waste water of the acid fermentation tank using circulating refrigerant; And

상기 산발효조의 폐수를 순환시켜 상기 폐열회수조의 소화폐액과 열교환시키기 위한 제2열교환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 유기성 폐수의 처리방법.And a second heat exchange unit for circulating wastewater from the acid fermentation tank to heat-exchange the wastewater with the extinguishing waste liquid in the waste heat recovery tank.

(5) 상기 (4)에 있어서,(5) In the above (4)

상기 제1열교환부는,Wherein the first heat exchanger comprises:

상기 산발효조의 내부에 지그재그로 구비되는 제1고온열교환관;A first high temperature heat exchange tube provided in a zigzag manner in the inside of the acid fermentation tank;

상기 폐열회수조의 내부에 지그재그로 구비되는 제1저온열교환관;A first low temperature heat exchange pipe provided in a staggered manner in the waste heat recovery tank;

상기 제1저온열교환관의 배출구와 제1고온열교환관의 유입구 및 제1고온열교환관의 배출구와 제1저온열교환관의 유입구를 각각 연결하여 냉매를 순환시키기 위한 제1냉매관;A first refrigerant pipe connected to the outlet of the first low temperature heat exchange tube, the inlet of the first high temperature heat exchange tube and the outlet of the first high temperature heat exchange tube and the inlet of the first low temperature heat exchange tube to circulate the refrigerant;

상기 제1고온열교환관을 거친 냉매를 저압으로 팽창시키기 위한 제1팽창밸브; 및A first expansion valve for expanding the refrigerant passing through the first high temperature heat exchange tube to a low pressure; And

상기 제1팽창밸브를 거친 냉매를 저온으로 증발시키기 위한 제1증발관;을 포함하고,And a first evaporation pipe for evaporating the refrigerant having passed through the first expansion valve to a low temperature,

상기 제1증발관에 의해 저온 상태의 냉매가 상기 제1저온열교환관을 따라 이동 중 상기 폐열회수조의 소화폐액과 열교환된 후, 상기 제1고온열교환관으로 이동되어 상기 산발효조의 폐수와 열교환되며, 이를 반복하는 것을 특징으로 하는 고농도 유기성 폐수의 처리방법.The refrigerant in a low temperature state is heat-exchanged with the extinguishing waste liquid in the waste heat recovery tank during the movement along the first low temperature heat exchange tube by the first evaporation pipe, and then the refrigerant is transferred to the first high temperature heat exchange tube and is heat-exchanged with the waste water in the acid fermentation tank , And repeating this process.

(6) 상기 (4)에 있어서,(6) In the above (4)

상기 제2열교환부는,Wherein the second heat exchanger comprises:

상기 폐열회수조의 내부에 지그재그로 구비되는 제2저온열교환관;A second low temperature heat exchange pipe provided in a staggered manner in the waste heat recovery tank;

상기 제2저온열교환관의 배출구와 산발효조의 내부 및 산발효조의 내부와 제2저온열교환관의 유입구를 각각 연결하여 산발효조의 폐수를 순환시키기 위한 제2냉매관; 및A second refrigerant pipe connected to the outlet of the second low temperature heat exchange tube, the interior of the acid fermentation tank, the inside of the acid fermentation tank and the inlet of the second low temperature heat exchange tube, respectively, to circulate the wastewater of the acid fermentation tank; And

상기 산발효조의 폐수를 제2저온열교환관으로 이송시키기 위해 상기 제2냉매관에 구비되는 이송펌프;를 포함하는 고농도 유기성 폐수의 처리방법.And a transfer pump provided in the second refrigerant pipe to transfer the wastewater from the acid fermentation tank to the second low temperature heat exchange tube.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 원수저류조 대신 산발효조를 두어 농축슬러지 및 폐열회수에 의해 산발효과정을 촉진하고, 습식소화조 후단에 폐열회수조를 설치하여 소화폐액으로부터 폐열을 회수하여 산발효조에서 사용하도록 하여 온실가스감출 내지 소화폐액의 생물학적 폐수처리의 최적화를 제공하는 효과를 제공한다.According to the present invention, an acid fermentation tank is provided instead of the raw water storage tank to accelerate the acid fermentation process by collecting concentrated sludge and waste heat, and a waste heat recovery tank is disposed at the end of the wet digestion tank to recover waste heat from the digested waste liquid, Thereby providing an effect of providing optimization of the biological wastewater treatment of the greenhouse gas disposal or digestion waste liquid.

도 1은 종래 유기성 폐수의 처리장치의 구성도이고,
도 2는 본 발명에 따른 유기성 폐수의 처리장치의 구성도이며,
도 3은 본 발명에 따른 열교환부의 구성도이고,
도 4는 본 발명에 따른 고액분리기의 구성도이다.
1 is a configuration diagram of a conventional organic wastewater treatment apparatus,
2 is a configuration diagram of an apparatus for treating organic wastewater according to the present invention,
FIG. 3 is a configuration diagram of a heat exchanger according to the present invention,
4 is a configuration diagram of a solid-liquid separator according to the present invention.

본 발명에 따른 고농도 유기성 폐수의 처리방법은 유기성 폐수를 기계적으로 전처리하는 단계; 상기 기계적 전처리를 거친 폐수를 산발효조로 이송하여 산발효하는 단계; 상기 산발효조에서 산발효된 폐수를 습식소화조로 이송하여 폐수내 잔류하는 유기물을 분해하여 메탄가스와 이산화탄소를 생성하는 습식소화단계; 및 상기 습식소화된 소화폐액을 폐열회수조로 이송하여 상기 소화폐액으로부터 폐열을 회수하고 산발효조로 공급하는 단계;를 포함한다.The method of treating high concentration organic wastewater according to the present invention comprises: mechanically pretreating organic wastewater; Transferring the wastewater subjected to the mechanical pretreatment to an acid fermentation tank and performing acid fermentation; A wet digestion step of transferring the acid fermented wastewater from the acid fermentation tank to the wet digestion tank to decompose the organic matter remaining in the wastewater to generate methane gas and carbon dioxide; And transferring the wet digested digested waste liquid to a waste heat recovery tank, recovering waste heat from the extinguished waste liquid, and supplying the waste heat to an acid fermentation tank.

상기와 같은 본 발명에 따른 처리방법은 도 2에 나타낸 장치를 통해 구현될 수 있으며, 상기 장치는 산발효조(100), 습식소화조(200), 및 폐열회수조(300)를 포함한다.The processing method according to the present invention as described above can be implemented through the apparatus shown in FIG. 2, which includes an acid fermentation tank 100, a wet digestion tank 200, and a waste heat recovery tank 300.

이하, 설명되어지는 본 발명에 따른 장치 구성 중 습식소화조(200)는 종래 유기성 폐수의 처리장치에서 채택되고 있는 장치 구성 내지 처리조건을 채택할 수 있으며, 후술하는 본 발명의 실시예에서는 실시가능한 공정 중 바람직한 예를 들어 설명하는 것으로 하고, 따라서 이들 조건에 본 발명의 권리범위가 한정적으로 해석되어지지 않음은 당연하다. Hereinafter, the wet digestion tank 200 of the apparatus according to the present invention, which will be described hereinafter, can adopt the apparatus configuration and treatment conditions employed in conventional organic wastewater treatment apparatuses. In the embodiments of the present invention described below, It is a matter of course that the scope of the present invention is not limited to these conditions.

이하, 본 발명의 내용을 도 2에 도시한 바와 같은 실시예를 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the contents of the present invention will be described in more detail with reference to embodiments as shown in FIG.

본 발명에서 전단의 기계적 전처리부(10)는 분쇄기 혹은 유기성 폐수를 유입받아 폐액내 스컴을 제거하는 부상분리조일 수 있다. 이와 같이 기계적 전처리부(10)에서는 협잡물 혹은 유기성 고형물, 내지 스컴을 제거함으로써 후단에서의 소화효율을 높일 수 있다.In the present invention, the mechanical pretreatment unit 10 at the front end may be a floating separator that receives a pulverizer or organic wastewater and removes scum in the waste liquid. In this way, the mechanical pre-treatment unit 10 can remove the impurities, organic solids, and scum, thereby enhancing the digestion efficiency at the downstream end.

상기 기계적 전처리부(10)가 부상분리조일 경우 장방형의 사각통에 상부에는 스컴을 걷어내는 스크레이퍼(미도시)를 설치하여 스컴을 부상분리조의 후단으로 배출한다. 부상분리조(10)에는 바람직하게는 고압의 공기(바람직하게는 3 kg/㎠ 이상)를 공기압축기 등을 이용하여 주입하여 부상 효율을 높인다. 또한 상기 스크레이퍼의 선속도는 1~3m/min로 하는 것으로 좋다. When the mechanical pretreatment unit 10 is a floating separation trough, a scraper (not shown) for removing scum from the upper part of the rectangular trough is disposed to discharge the scum to the rear end of the floating separation trough. The floating separation tank 10 is preferably injected with high pressure air (preferably, 3 kg / cm 2 or more) using an air compressor or the like to increase floatation efficiency. The linear speed of the scraper may be 1 to 3 m / min.

본 발명에서는 상기 기계적 전처리부(10)에서 배출된 처리수는 별도의 원수저류조 대신 유기물의 분해를 위해 산발효조(100)로 이송된다. In the present invention, the treated water discharged from the mechanical pre-treatment unit 10 is transferred to the acid fermentation tank 100 for decomposition of organic matter instead of a separate raw water storage tank.

산발효조(100)는 상기 기계적 전처리부(10)의 후단에 설치되고, 기계적 전처리부(10)에서 배출된 액상 처리수를 유입받아 유기물을 산발효시키고, 후단의 습식소화조(200)로 처리수를 배출시킨다. 산발효조(100)에서 유기물 중의 셀룰로오스나 전분 등의 탄수화물은 보다 간단한 구조의 당류로 분해되어지고, 단백질은 아미노산으로 분해되어지며, 지방질은 글리세롤이나 지방산으로 가수분해된다. 이와 같은 작용은 산발효균에 의해 이루어지며, 산발효균은 30~35℃, pH 5.5~6.5에서 활성화되므로 산발효조(100)의 온도 및 pH는 상기 수준으로 조절되어진다.The acid fermentation tank 100 is installed at the downstream end of the mechanical pre-treatment unit 10, and the liquid treated water discharged from the mechanical pretreatment unit 10 flows into the acid fermentation tank 100, . In the acid fermentation tank 100, carbohydrates such as cellulose and starch in the organic matter are decomposed into sugars having a simpler structure, the proteins are decomposed into amino acids, and the lipids are hydrolyzed into glycerol and fatty acids. Since the acid fermentation bacteria are activated at 30 to 35 DEG C and pH 5.5 to 6.5, the temperature and pH of the acid fermentation tank 100 are adjusted to the above level.

이와 같이 상기 산발효조(100)는 폐수 중의 유기물을 분해시켜 습식소화조(200)의 효율을 증대시키고, 산발효에 의해 발생하는 이산화탄소와 수소가스를 이용하여 상대적으로 비중이 낮아 부상하기 쉬운 부유 고형분과 유분을 어느 정도 부상분리하는 역할을 수행한다.As described above, the acid fermentation tank 100 increases the efficiency of the wet digestion tank 200 by decomposing organic substances in the wastewater, and uses suspended solids, which is relatively low in specific gravity due to carbon dioxide and hydrogen gas generated by acid fermentation, It plays a role of float separation of oil to some extent.

또한, 본 발명은 상기 산발효조(100)에 미세기포를 공급함으로써 부유 고형분과 유분을 처리수 전체에 걸쳐 빠른 속도로 부유시켜 신속하고 고효율로 제거하도록 하는 것이 바람직하다. 따라서 이 경우에는 별도의 교반기도 필요하지 않다.In addition, it is preferable that the suspended solid component and the oil are suspended at a high speed throughout the treated water by supplying fine bubbles to the acid fermentation tank 100 so that the suspended solid component and the oil can be quickly and efficiently removed. Therefore, no separate stirrer is required in this case.

본 발명에 의하면, 상기 산발효조(100)에 요구되는 열원으로 후단의 폐열회수조(300)에 의해 회수된 폐열이 이용되어지고, 최적온도인 30~35℃를 유지할 수 있도록 함으로써, 폐열회수에 의해 산발효 반응은 더욱 촉진되어진다.According to the present invention, the waste heat recovered by the waste heat recovery tank 300 at the downstream stage is used as the heat source required for the acid fermentation tank 100, and the optimal temperature of 30 to 35 ° C can be maintained, The acid fermentation reaction is further promoted.

후단의 습식소화조(200)는 통상적인 혐기성 소화조로써, 액상의 폐수내 잔류하는 유기물을 분해하여 메탄가스와 이산화탄소를 생성한다. 이는 기존의 통상적인 장치 내지 조건을 이용하는 것으로 충분하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The wet digestion tank 200 at the downstream stage is a conventional anaerobic digestion tank, which decomposes the organic matter remaining in the liquid wastewater to generate methane gas and carbon dioxide. It is sufficient to use the existing conventional apparatus or condition, and therefore, a detailed description thereof will be omitted.

습식소화조(200)를 거쳐 소화된 폐수는 종래 소화폐액저류조로 이송되지만, 본 발명에서는 폐열회수조(300)로 이송되는 차이가 있다.The wastewater extinguished through the wet digestion tank 200 is transferred to the conventional digester waste liquid storage tank, but in the present invention, there is a difference that it is transferred to the waste heat recovery tank 300.

폐열회수조(300)는 열교환기 내지 히트펌프를 포함하며, 35℃의 소화폐액을 20℃까지 회수하게 된다.The waste heat recovery tank 300 includes a heat exchanger and a heat pump, and collects the digested waste liquid at 35 ° C to 20 ° C.

일 실시예로, 도 3에서 도시한 바와 같이, 열교환부(500)가 구비되어 폐열회수조(300)의 폐열을 회수한다.In an embodiment, as shown in FIG. 3, a heat exchange unit 500 is provided to recover the waste heat of the waste heat recovery tank 300.

이 열교환부(500)는 폐열회수조(300)의 소화폐액과 열교환되어 산발효조(100)의 폐수와 열교환함에 따라 고액분리기(400)로 유입되는 폐수를 냉각시킨다.The heat exchanging unit 500 cools the wastewater flowing into the solid-liquid separator 400 as heat exchange with the extinguishing waste liquid of the waste heat collecting tank 300 and heat exchange with the waste water of the acid fermentation tank 100.

이러한 열교환부(500)는 제1열교환부(510)와 제2열교환부(520)로 구성된다.The heat exchanging part 500 includes a first heat exchanging part 510 and a second heat exchanging part 520.

제1열교환부(510)는 순환되는 냉매를 이용하여 폐열회수조(300)의 폐열을 산발효조(100)의 폐수로 전달하기 위해 구비된다.The first heat exchanging unit 510 is provided to transfer the waste heat of the waste heat collecting tank 300 to the waste water of the acid fermentation tank 100 using circulating refrigerant.

그리고 제2열교환부(520)는 산발효조(100)의 폐수를 순환시켜 폐열회수조(300)의 소화폐액과 열교환시키기 위해 구비된다.The second heat exchanging unit 520 is provided for circulating the wastewater from the acid fermentation tank 100 to heat-exchange the waste water with the extinguishing waste liquid in the waste heat collecting tank 300.

먼저, 제1열교환부(510)는 제1고온열교환관(511)과 제1저온열교환관(512), 제1냉매관(513), 제1팽창밸브(514) 및 제1증발관(515)으로 구성된다.The first heat exchange unit 510 includes a first high temperature heat exchange tube 511 and a first low temperature heat exchange tube 512, a first refrigerant tube 513, a first expansion valve 514, and a first evaporation tube 515 ).

제1고온열교환관(511)은 산발효조(100)의 내부에 지그재그로 구비되고, 제1저온열교환관(512)은 폐열회수조(300)의 내부에 지그재그로 구비된다.The first high temperature heat exchange tubes 511 are zigzagged in the acid fermentation tank 100 and the first low temperature heat exchange tubes 512 are provided in a zigzag manner inside the waste heat recovery tank 300.

그리고 제1냉매관(513)은 제1저온열교환관(512)의 배출구와 제1고온열교환관(511)의 유입구 및 제1고온열교환관(511)의 배출구와 제1저온열교환관(512)의 유입구를 각각 연결하여 냉매를 순환시키기 위해 구비된다.The first refrigerant pipe 513 is connected to the outlet of the first low temperature heat exchange pipe 512 and the inlet of the first high temperature heat exchange pipe 511 and the outlet of the first high temperature heat exchange pipe 511, Respectively, so as to circulate the refrigerant.

제1팽창밸브(514)는 제1고온열교환관(511)을 거친 냉매를 저압으로 팽창시키기 위해 구비된다.The first expansion valve 514 is provided to expand the refrigerant passing through the first high temperature heat exchange tube 511 to low pressure.

또한 제1증발관(515)은 제1팽창밸브(514)를 거친 냉매를 저온으로 증발시키기 위해 구비된다.The first evaporation pipe 515 is provided to evaporate the refrigerant passing through the first expansion valve 514 to a low temperature.

이 제1팽창밸브(514)와 제1증발관(515)은 제1고온열교환관(511)의 배출구와 제1저온열교환관(512)의 유입구를 연결하는 제1냉매관(513)에 구비되며, 냉매의 저온은 폐열회수조(300)는 소화폐액을 20℃까지 회수할 수 있는 온도로 조절됨이 당연하다.The first expansion valve 514 and the first evaporation pipe 515 are provided in a first refrigerant pipe 513 connecting the outlet of the first high temperature heat exchange pipe 511 and the inlet of the first low temperature heat exchange pipe 512 And it is natural that the low temperature of the refrigerant is adjusted to a temperature at which the waste heat recovery tank 300 can recover the extinguishing waste liquid up to 20 ° C.

이러한 제1열교환부(510)의 작동상태를 살펴보면, 제1증발관(515)에 의해 저온 상태의 냉매가 제1저온열교환관(512)을 따라 이동 중 폐열회수조(300)의 소화폐액과 열교환된 후, 제1고온열교환관(511)으로 이동되어 산발효조(100)의 폐수와 열교환되며, 이를 반복함에 따라, 폐열회수조(300)의 소화폐액을 20℃로 유지시킨다.The refrigerant in a low temperature state is moved by the first evaporator 515 along the first low temperature heat exchanger tube 512 to the extinguishing waste liquid in the waste heat recoverer 300 Exchanged with the wastewater of the acid fermentation tank 100, and the waste heat of the waste heat recovery vessel 300 is maintained at 20 ° C as the heat exchange is repeated.

그리고 제2열교환부(520)는 제2저온열교환관(521)과 제2냉매관(512) 및 이송펌프(513)로 구성된다.The second heat exchanging unit 520 includes a second low temperature heat exchange pipe 521, a second refrigerant pipe 512, and a transfer pump 513.

제2저온열교환관(521)은 폐열회수조(300)의 내부에 지그재그로 구비된다.The second low temperature heat exchange pipe 521 is provided in a zigzag manner inside the waste heat collecting tank 300.

또한 제2냉매관(512)은 제2저온열교환관(521)의 배출구와 산발효조(100)의 내부 및 산발효조(100)의 내부와 제2저온열교환관(521)의 유입구를 각각 연결하여 산발효조(100)의 폐수를 순환시키기 위해 구비된다.The second refrigerant pipe 512 connects the outlet of the second low temperature heat exchange pipe 521 with the inside of the acid fermentation tank 100 and the inside of the acid fermentation tank 100 and the inlet of the second low temperature heat exchange pipe 521 And is provided for circulating the wastewater of the acid fermentation tank (100).

이송펌프(513)는 산발효조(100)의 폐수를 제2저온열교환관(521)으로 이송시키기 위해 제2냉매관(512)에 구비된다.The transfer pump 513 is provided in the second refrigerant pipe 512 to transfer the wastewater from the acid fermentation tank 100 to the second low temperature heat exchange pipe 521.

물론, 제1열교환부(510)와 제2열교환부(520)는 온도를 측정하기 위한 온도센서와 밸브 및 온도센서의 신호를 수신하여 밸브를 제어하기 위한 제어부가 각각 구비되어 폐열회수조(300)의 소화폐수의 온도를 20℃로 유지시킬 수 있을 때만, 냉매 및 폐수를 순환시킴이 당연하다.The first heat exchanging part 510 and the second heat exchanging part 520 are respectively provided with a temperature sensor for measuring the temperature and a control part for controlling the valve by receiving signals of the valve and the temperature sensor, It is natural to circulate the refrigerant and the waste water only when it is possible to maintain the temperature of the extinguished wastewater of 20 ° C at 20 ° C.

이후, 20℃의 소화폐액은 후단의 고액분리기(400)로 이송된다. 상기 고액분리기(400)는 도 4에 도시한 바와 같이, 하부에 초미세기포(30~75㎛)가 공급되는 초미세기포유입부(410)를 포함한다.Thereafter, the digested waste liquid at 20 캜 is transferred to the subsequent solid-liquid separator 400. As shown in FIG. 4, the solid-liquid separator 400 includes a super-sensitive mouthpiece 410 to which a super-strong force (30 to 75 μm) is supplied.

초미세기포유입부(410)는 초미세기포공급기(420)로부터 초미세기포를 공급받아 내부의 폐액으로 투입시키는 부위로써, 이를 위해 말단은 분산노즐 혹은 디퓨저의 형태를 취할 수 있다.The supercritical mammalian inlet 410 receives supernatant from the supernatant supernatant feeder 420 and feeds the supernatant from the supernatant supernatant feeder 420 to the inner waste liquid. For this purpose, the supernatant supernatant inlet 410 may be in the form of a dispersion nozzle or a diffuser.

상기와 같이 내부에 투입된 초미세기포는 처리수내 투입되어 폐액 전체를 골고루 교반하는 기능을 수행함과 더불어 폐액 내부에 함유된 잔류 부유 고형분 내지 유분을 상부로 빠르게 부유시켜 고액분리를 가능하게 한다.As described above, the ultra-fine grains introduced into the inside of the waste water are injected into the treatment water to perform the function of evenly stirring the whole waste liquid, and the suspended suspended solid or oil contained in the waste liquid is quickly floated up to the upper portion.

본 발명에서 초미세기포공급기(420)는 바람직하게는 산발효조(100)에 의해 발생하는 이산화탄소와 수소가스를 이용할 수 있다. 즉, 산발효조(100)에 의해 발생한 이산화탄소와 수소가스를 공기 중으로 배출시키지 않고, 이를 별도의 포집부(430)로 포집하여 초미세기포공급기(420)에 투입되어질 기체로써 재활용한다. In the present invention, the ultra-high strength feeder 420 may use carbon dioxide and hydrogen gas generated by the acid fermentation tank 100. That is, carbon dioxide and hydrogen gas generated by the acid fermentation tank 100 are not discharged to the air, but are collected by a separate collecting unit 430 and recycled as a gas to be fed to the ultra-high strength feeder 420.

초미세기포공급기(420)는 도 4에 도시한 바와 같이 통상적인 공기압축기(또는 컴프레셔)만으로 구성할 수도 있고, 또는 초미세기포공급기(420)는 내부 혹은 외부에 설치되는 폐액 펌프(미도시)와 상기 공기압축기(미도시)를 포함하고, 상기 폐액 펌프가 공급하는 폐액과 상기 공기압축기가 공급하는 기체를 혼합실(미도시)에서 충돌시켜 발생하는 초미세기포를 함유한 폐액을 제공하는 형태의 것도 본 발명의 실시예를 구성한다.4, the ultra-high strength feeder 420 may be composed of only a conventional air compressor (or a compressor), or the ultra high strength feeder 420 may include a waste liquid pump (not shown) installed inside or outside, And an air compressor (not shown). The waste liquid supplied by the waste liquid pump and the gas supplied by the air compressor are mixed with each other in a mixing chamber (not shown) to provide a waste liquid containing ultra- Also constitute an embodiment of the present invention.

전자의 경우 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 1~3 kg/㎠의 고압의 공기가 사용될 수 있으며, 후자의 경우 초미세기포공급기(420)는 처리수 펌프, 공기압축기, 혼합실, 및 상기 혼합실에서 생성된 초미세기포를 함유한 폐액을 초미세기포유입부(410)에 공급하는 공급펌프를 포함하는 것으로 구현할 수 있다. 이 경우 공급펌프의 압력은 3~5 kg/㎠로 하는 것이 바람직하다.In the latter case, the super-ultra strength feeder 420 may include a treatment water pump, an air compressor, a mixing chamber, and a high-pressure superheater (not shown) And a feed pump that feeds the ultra-high intensity mammalian inlet 410 with waste fluid containing the super-fine grains produced in the mixing chamber. In this case, the pressure of the feed pump is preferably 3 to 5 kg / cm 2.

상기 본 발명에 따른 초미세기포공급기(420)는 상시적으로 운전되거나, 필요시마다 간헐적으로 운전되어질 수도 있다.The supercritical feeder 420 according to the present invention may be continuously operated or intermittently operated whenever necessary.

상기 구성에 따라 처리된 폐액은 대략 65% 이상 고액분리되어지고, 뿐만 아니라 40% 이상의 질소제거(암모니아성 질소의 탈기효율이 매우 큼) 효율을 나타낸다. 또한, C/N비는 종래기술에 의하면 10 정도인 것에서 16~20으로 증가시킨다. 이를 통해 기존의 메탄올 투입공정이 생략될 수 있을 뿐만 아니라, 전단의 폐열회수조(300)를 거쳐 온도가 소화폐액의 생물학적 폐수처리 최적온도인 20~25℃로 유지되므로 후속하는 폐수처리공정의 효율을 크게 증가시키게 된다.According to the above-described constitution, the treated waste liquid is separated by about 65% or more of solid-liquid separation, and exhibits an efficiency of nitrogen removal of 40% or more (degassing efficiency of ammonia nitrogen is very large). Also, the C / N ratio is increased from 16 to 20 according to the prior art. As a result, not only the conventional methanol addition process can be omitted but also the temperature is maintained at 20 to 25 ° C, which is the optimal temperature for biological wastewater treatment of the digested waste liquid, through the waste heat recovery tank 300 at the front end. .

분리액(QP)은 후단의 폐수처리공정으로 이송되고, 부상분리된 농축슬러지의 일부(QR)는 산발효조(100)로 반송되고 일부(QS)는 후속하는 폐기물 처리공정으로 이송된다. 이와 같이 농축슬러지의 일부(QR)는 산발효조(100)로 반송하므로 폐슬러지를 30% 이상 감량화할 수 있을 뿐만 아니라, 산발효조(100)에서의 산발효 반응을 촉진시키는 효과도 제공한다. The separated liquid Q P is transferred to the downstream wastewater treatment process and a portion Q R of the concentrated sludge flotted and separated is conveyed to the acid fermentation tank 100 and the portion Q S is conveyed to the subsequent waste treatment process . Since the portion Q R of the concentrated sludge is conveyed to the acid fermentation tank 100, the waste sludge can be reduced by 30% or more, and the acid fermentation reaction in the acid fermentation tank 100 can be promoted.

상기와 같은 본 발명의 장치를 기술함에 있어서 각 장치간 처리수의 이송을 위해 펌프 내지 밸브가 필요 개소에 필요한 수만큼 장착되어질 수 있고, 이러한 구성은 당업계에 자명한 것으로 상세한 설명은 생략하였다.In describing the apparatus of the present invention as described above, a pump or a valve can be installed as many times as necessary for the transfer of treated water between respective apparatuses, and such a configuration is obvious to those skilled in the art, and a detailed description thereof has been omitted.

상기와 같이 본 발명에 따른 시스템을 이용할 경우 처리수내 존재하는 유분 내지 고형물을 신속하고 완벽하게 제거할 수 있어 처리수내 존재하는 유기물을 혐기성 발효에 의해 완벽하게 제거할 수 있게 해준다.As described above, when the system according to the present invention is used, oils and solids present in the treatment water can be quickly and completely removed, and the organic substances present in the treatment water can be completely removed by anaerobic fermentation.

이하, 본 발명을 하기의 실시예로써 더욱 상세히 설명하고자 한다. 하지만 이는 본 발명의 보다 쉬운 이해를 돕기 위한 것이지, 이들을 통하여 본 발명을 한정하고자 하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation.

[실시예][Example]

도 2에 도시된 시스템을 이용하여 음식물 쓰레기 탈리여액을 처리한 결과 최종적으로 배출되는 고농도 유기성 폐수를 매우 효과적으로 처리할 수 있음을 보여준다(표 1).The system shown in FIG. 2 shows that treatment of the food waste desorption filtrate can effectively treat the ultimate organic wastewater discharged at the final stage (Table 1).

[표 1][Table 1]

처리 결과Processing result

Figure 112018008114186-pat00001
Figure 112018008114186-pat00001

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It can be understood that

10: 기계적 전처리부
100: 산발효조
200: 습식소화조
300: 폐열회수조
400: 고액분리기
500: 열교환부
10: Mechanical pre-
100: acid fermentation tank
200: wet digester
300: waste heat recovery tank
400: solid-liquid separator
500: Heat exchanger

Claims (6)

유기성 폐수를 기계적으로 전처리하는 단계; 상기 기계적 전처리를 거친 폐수를 산발효조로 이송하여 산발효하는 단계; 상기 산발효조에서 산발효된 폐수를 습식소화조로 이송하여 폐수내 잔류하는 유기물을 분해하여 메탄가스와 이산화탄소를 생성하는 습식소화단계; 및 상기 습식소화된 소화폐액을 폐열회수조로 이송하여 상기 소화폐액으로부터 폐열을 회수하고 산발효조로 공급하는 단계; 및 폐열회수조의 후단에 설치된 고액분리기에서 초미세기포를 이용하여 소화폐액을 고액분리하는 단계를 포함하는 고농도 유기성 폐수의 처리방법에 있어서,
열교환부를 추가로 구비하되, 상기 폐열회수조의 소화폐액과 열교환되어 상기 산발효조의 폐수와 열교환하는 것에 의해 상기 고액분리기로 유입되는 폐수를 냉각시키는 단계를 더 포함하되,
상기 열교환부는,
순환되는 냉매를 이용하여 상기 폐열회수조의 폐열을 상기 산발효조의 폐수로 전달하기 위한 제1열교환부; 및
상기 산발효조의 폐수를 순환시켜 상기 폐열회수조의 소화폐액과 열교환시키기 위한 제2열교환부;를 포함하고,
상기 제2열교환부는,
상기 폐열회수조의 내부에 지그재그로 구비되는 제2저온열교환관;
상기 제2저온열교환관의 배출구와 산발효조의 내부 및 산발효조의 내부와 제2저온열교환관의 유입구를 각각 연결하여 산발효조의 폐수를 순환시키기 위한 제2냉매관; 및
상기 산발효조의 폐수를 제2저온열교환관으로 이송시키기 위해 상기 제2냉매관에 구비되는 이송펌프;를 포함하여 유기성 폐수를 처리하는 것을 특징으로 하는 고농도 유기성 폐수의 처리방법.
Mechanically pretreating the organic wastewater; Transferring the wastewater subjected to the mechanical pretreatment to an acid fermentation tank and performing acid fermentation; A wet digestion step of transferring the acid fermented wastewater from the acid fermentation tank to the wet digestion tank to decompose the organic matter remaining in the wastewater to generate methane gas and carbon dioxide; And feeding the wet digestion waste liquid to a waste heat recovery tank to recover waste heat from the digested waste liquid and supply it to an acid fermentation tank; And a solid-liquid separator provided at a rear end of the waste heat recovery tank, the solid waste being subjected to solid-liquid separation,
Further comprising the step of cooling the wastewater flowing into the solid-liquid separator by heat-exchanging the wastewater discharged from the acid fermentation tank with the waste wastewater discharged from the waste heat recovery tank,
The heat-
A first heat exchanger for transferring the waste heat of the waste heat recovery tank to the waste water of the acid fermentation tank using circulating refrigerant; And
And a second heat exchange unit for circulating the wastewater from the acid fermentation tank and exchanging heat with the extinguishing waste liquid in the waste heat recovery tank,
Wherein the second heat exchanger comprises:
A second low temperature heat exchange pipe provided in a staggered manner in the waste heat recovery tank;
A second refrigerant pipe connected to the outlet of the second low temperature heat exchange tube, the interior of the acid fermentation tank, the inside of the acid fermentation tank and the inlet of the second low temperature heat exchange tube, respectively, to circulate the wastewater of the acid fermentation tank; And
And a transfer pump provided in the second refrigerant pipe for transferring the wastewater from the acid fermentation tank to the second low temperature heat exchange tube, wherein the organic wastewater is treated.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 제1열교환부는,
상기 산발효조의 내부에 지그재그로 구비되는 제1고온열교환관;
상기 폐열회수조의 내부에 지그재그로 구비되는 제1저온열교환관;
상기 제1저온열교환관의 배출구와 제1고온열교환관의 유입구 및 제1고온열교환관의 배출구와 제1저온열교환관의 유입구를 각각 연결하여 냉매를 순환시키기 위한 제1냉매관;
상기 제1고온열교환관을 거친 냉매를 저압으로 팽창시키기 위한 제1팽창밸브; 및
상기 제1팽창밸브를 거친 냉매를 저온으로 증발시키기 위한 제1증발관;을 포함하고,
상기 제1증발관에 의해 저온 상태의 냉매가 상기 제1저온열교환관을 따라 이동 중 상기 폐열회수조의 소화폐액과 열교환된 후, 상기 제1고온열교환관으로 이동되어 상기 산발효조의 폐수와 열교환되며, 이를 반복하는 것을 특징으로 하는 고농도 유기성 폐수의 처리방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first heat exchanger comprises:
A first high temperature heat exchange tube provided in a zigzag manner in the inside of the acid fermentation tank;
A first low temperature heat exchange pipe provided in a staggered manner in the waste heat recovery tank;
A first refrigerant pipe connected to the outlet of the first low temperature heat exchange tube, the inlet of the first high temperature heat exchange tube and the outlet of the first high temperature heat exchange tube and the inlet of the first low temperature heat exchange tube to circulate the refrigerant;
A first expansion valve for expanding the refrigerant passing through the first high temperature heat exchange tube to a low pressure; And
And a first evaporation pipe for evaporating the refrigerant having passed through the first expansion valve to a low temperature,
The refrigerant in a low temperature state is heat-exchanged with the extinguishing waste liquid in the waste heat recovery tank during the movement along the first low temperature heat exchange tube by the first evaporation pipe, and then the refrigerant is transferred to the first high temperature heat exchange tube and is heat-exchanged with the waste water in the acid fermentation tank , And repeating this process.
삭제delete
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