KR19980079280A

KR19980079280A - 오니 개질방법(汚泥改質方法)

Info

Publication number: KR19980079280A
Application number: KR1019970027278A
Authority: KR
Inventors: 후지마쓰아끼라
Original assignee: 후지마쓰아끼라; 도요바이오리액터가부시끼가이샤
Priority date: 1997-04-22
Filing date: 1997-06-25
Publication date: 1998-11-25
Also published as: JPH10296288A

Abstract

오니의 고액 분리성을 양호하게 하고, 잉여 오니로서 배출되는 오니가 부패되는 일없이, 또 시뇨처리를 할 경우에 있어서는 악취를 없앨 수가 있는 오니 개질 방법을 제공하는 것.

본 발명은 활성 오니가 존재하는 반응조(1)에 오수를 받아 넣어 통기를 실시한 후에 반응조(1)의 통기를 정지시키고, 처리수와 활성오니로 고액분리하여 오수의 처리를 실시하는 회분방식의 오수처리방법에 있어서, 상기 활성 오니의 일부 또는 전부를 뽑아 내어 오니의 부활안정화(재활성화)를 실시하는 배양공정(2)을 설치하고, 이 배양공정(2)에서 부식물을 주체로 하는 토양 성형체, 용출성 실리카 성분을 함유하는 광물 및 부식물을 주체로 하는 토양분말로부터 선택되는 적어도 1종의 용출액과 상기 활성 오니가 접촉하여 통기교반한 후에 오니의 일부 또는 전부를 반응조(1)로 반송하고 순차적으로 이것을 반복함으로써 오니의 개질을 실시하는 것을 특징으로 한다.

Description

오니 개질방법(汚泥改質方法)

본 발명은 오니 개질방법(汚泥改質方法)에 관한 것이며, 상세하게는 오니의 고액분리성을 양호하게 하고, 잉여(과량)오니로서 배출되는 오니가 부패되는 일이 없고, 또 시뇨처리를 실시할 경우에 있어서는 악취를 없앨 수가 있는 오니 개질방법에 관한 것이다.

종래 회분방식(回分方式)의 오수처리 방법에 있어서는 활성 오니가 존재하는 반응조에 오수를 받아 넣어 통기(aeration)를 실시한 후에 이 반응조의 통기를 정지시키고, 처리수와 활성 오니로 고액 분리하여 오수를 처리하고, 반응조의 속에서 점차로 증가되는 잉여 오니를 뽑아 내고, 탈수 후에 퇴비(compost)등 으로서 재이용하고 있다.

종래의 처리방법은 오수로부터 유기물을 제거하는 것을 주안점으로 하고 있었으므로, 오수중의 용해성 유기물은 반응조내에서 용이하게 분해될 수 있으나, 용이하게 분해되지 않는 난 분해성 유기물 등은 활성 오니에 흡착 흡장시켜 처리수로부터 제거하고 있었다.

그러나 이것을 잉여오니의 재이용의 관점에서 보면, 미분해의 유기물(난분해성 유기물등)을 흡착 흡장하는 오니는 탈수된 상태에서 방치해두면 부패하여 악취를 풍긴다고 하는 문제가 있다. 또 탈수된 오니를 퇴비화 하였을 때에도 퇴비의 냄새가 방향(향기로운 냄새)으로 되지 않고 공원 등에 비료로서 산포하였을 시에 악취의 고충이 생기는 문제가 있다.

또 상술한 회분 방식에서는 하나의 반응조에서 통기교반과, 고액분리를 실시하기 때문에 고액분리성의 향상이 요망되고 있다.

또한 종래 옥시데이션 디취(Oxidation Ditch) 방식(이하에서는 OD방식이라고 한다)에서는 오수를 받아 넣는 원수조를 가지며, 활성오니가 존재하는 타원형 또는 원형 등의 순환수로를 갖는 반응조에 상기 원수조로부터의 오수를 받아 넣고, 통기, 순환을 실시한 후에 상기 반응조로부터 이송되는 액체를 분리조에 송액하여 고액 분리하여 오수의 처리가 실시되고 있다.

그러나 반응조인 순환수로내에서는, 원수 및 활성오니는 통상 3∼4일간 순환하고, 그 후에 분리조에 송액되나, 분리조에 송액되는 액체는 상기한 일수를 반드시 경과하여 분리조에 송액된다고는 할 수 없고 그 일수는 각각 다르다. 따라서 분리조에서 고액분리된 오니에는 완전히 유기물이 분해된 것도 있으나 미분해의 유기물을 함유하고 있는 것도 포함되고 있다. 따라서 상기한 회분방식에서의 문제와 마찬가지로 잉여오니의 탈수오니가 부패되어 버린다는 문제가 있다.

또한 회분방식 및 OD 방식에 있어서, 처리를 실시하는 오수가, 예를 들면 시뇨와 같이 악취를 수반하는 경우에는 처리전의 원수조나 처리중의 반응조에서의 악취의 문제도 있다.

그래서, 본 발명의 과제는 오니의 고액분리성을 양호하게 하고 잉여오니로서 배출되는 오니가 부패되는 일이 없고, 또 시뇨처리를 실시할 경우에 있어서는 악취를 없앨 수가 있는 오니 개질방법을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 회분방식처리에 있어서의 오니 개질방법을 나타내는 설명도,

도 2는 배양 공정의 일예를 나타내는 설명도,

도 3은 배양공정의 다른예를 나타내는 설명도,

도 4는 본 발명의 OD 방식에 있어서의 오니 개질방법을 나타내는 설명도,

도 5는 반응조 및 배양공정의 다른 예를 나타내는 설명도.

이하에서 본 발명의 실시의 형태에 관하여 도면에 의거하여 설명한다.

본 발명에서 오수란 하수, 시뇨폐수, 생활폐수, 식품가공폐수, 농촌취락폐수 및 축산폐수 등의 각종폐수가 포함된다.

도 1은 본 발명에 관한 회분방식처리에 있어서의 오니 개질방법을 나타내는 설명도이다.

오수는 먼저 반응조(1)에 받아 넣어지고, 이 반응조(1)에서 도시하지 않은 산기관 등에 의해 통기가 실시된다. 통기는 오수의 성상에 따라 변동되나, 통상 24∼48시간 실시한다. 충분한 통기가 실시된 후에 반응조(1)의 통기를 정지시키고 처리수와 활성오니로 고액 분리할때까지 방치한다.

다음에 반응조(1)의 하부로 침강된 오니의 일부 또는 전부를 도시하지 않은 펌프등으로 뽑아 내어 오니의 부활안정화(재활성화)를 실시하는 배양공정(2)으로 송액한다.

배양공정(2)에서 오니는 부식물을 주체로 하는 토양성형체, 용출성 실리카 성분을 함유하는 광물 및 부식물을 주체로 하는 토양분말로부터 선택되는 적어도 1종의 용출액과 접촉하여 이 용출액과 오니의 혼합액을 통기교반함으로써 개질된다.

부식물(腐植物)을 주체로 하는 토양성형체란 용출성 실리카 성분을 함유하고 있는 부식물이나 바인더 등을 혼합, 건조후 성형하여 수득된 펠릿이며, 이 펠릿에는 다른 무기재(예를 들면 마그네슘, 칼슘 등의 미네랄), 용출제한제 등을 함유할 수가 있다.

또 용출성 실리카 성분을 함유하는 광물로서는, 점토광물이나 화산성의 암석으로 물에 용출이 가능한 실리카 성분을 함유하고 표면이 미세 다공구조인 것이 바람직하게 사용된다. 이 용출성 실리카 성분을 함유하는 광물로부터 용출되는 성분에는, 이유는 분명치는 않지만, 후술하는 유용 미생물을 증식시키는 작용이 있으며, 또 미세 다공구조는 이 유용 미생물의 서식 장소를 제공하는 역할이 있다.

또한 부식물을 주체로 하는 토양분말은 용출성 실리카 성분을 함유하고 있는 부식물의 분말상의 것이다.

본 발명에 관한 회분 방식 처리에 있어서의 오니의 개질의 원리를 이하에 설명한다.

먼저, 부식물을 주체로 하는 토양성형체, 용출성 실리카 성분을 함유하는 광물 및 부식물을 주체로 하는 토양분말로부터 선택되는 적어도 1종의 용출액에 유기물(악취 성분을 함유한다)에 따라 분해·자화(資化)의 기능을 갖는 유용 미생물의 포자 혹은 유용 미생물이 존재하고 있는 경우에는 오니에 함유되어 있는 유기물 등을 영양원으로서 유용 미생물은 생식(生息)하고, 유기물을 완전히 분해·자화하여 오니를 부활안정화(재활성화)시키는 것이다. 용출액의 성분은 또 유용 미생물의 증식환경을 정비하는 역할도 수행한다.

한편 상기 용출액에 상술한 유용 미생물이 존재하고 있지 않는 경우라 할지라도 상술한 용출액에 함유되는 성분의 작용에 의해서, 오니중에 혼재하는 균 혹은 포자등으로부터, 유용 미생물이 우선종을 차지하도록 순화되어 증식할 수 있으므로 오니의 개질이 가능케 된다.

상술한 유용 미생물, 혹은 그 포자가 발아된 유용 미생물은 미생물 자체, 혹은 그 미생물이 방출하는 대사물이 오수중의 유기물을 흡착하는 성질 및 악취성분의 흡착성능이 뛰어나고 또 부식화기능에도 뛰어나다. 따라서 본 발명에 의해서 개질된 오니는 미분해의 유기물을 부식화 시키기 때문에 장기간 방치하더라도 악취를 풍기고 부패되는 일이 없다. 또 본 발명에 의해서 개질된 잉여 오니를 퇴비화 하면 방향의 퇴비가 수득된다.

본 발명에 의해서 개질된 오니는 유기물을 흡착흡장한 후 배양공정(2)에서 부활안정화(재활성화), 이른바 기아 상태로 된 것이며, 이 오니를 재차 반응조(1)로 반송함으로써, 유기물을 순시간에 흡착흡장하여 고액분리가 효율적으로 실시된다.

또 상기 용출액의 성분, 상세하게는 증식되는 유용미생물 또는 그의 대사물의 작용에 의해서 반응조(1) 내에서의 고액분리성이 더욱 향상되는 효과도 있다.

상술한 배양공정(2)은 도 2에 표시한 바와 같이 배양 탱크(3)와 용출기(4)로 이루어지는 것이 바람직하다. 배양탱크(3)와 용출기(4)를 설치함으로써 오니를 부활 안정화(재활성화)되는 시간적인 유여와 장소(용량)가 얻어진다.

배양탱크(3) 내에서는 산기관(301)에 의해서 통기교반이 실시되고 용출기(4)에는 충전부(401)가 설치되고 이 충전부(401) 내에는 부식물을 주체로 하는 토양 성형체, 용출성 실리카 성분을 함유하는 광물 및 부식물을 주체로 하는 토양분말로부터 선택되는 적어도 1종이 충전된다. 이것들은 1종 만으로 사용되어도 좋고, 조합하여 사용할 수도 있다. 그리고 도시한 예에 있어서 5는 배양탱크(3) 내의 오니의 일부를 용출기(4)로 이송하는 펌프이다.

처리할 오니에게도 달렸으나, 통상은 배양탱크(3) 및 용출기(4) 내에 24∼48시간 정도 체류한다.

충전부(401)의 재질로서는 예를 들면 합성섬유, 스테인리스강, FRP 등의 내부식성을 갖는 소재가 바람직하고 충전부(401)는 이것들의 소재로 형성된 그물상의 용기이면 바람직하다. 부식물을 주체로 하는 토양분말을 사용하는 경우에는 분말상이므로 충전부(401)를 사용하지 않고 직접용출기(4)에 넣어서 용출액을 제조할 수도 있다.

부식물을 주체로 하는 토양 성형체로서는 도요 바이오 리액터(주) 사제 「TOYO ROZAI-PL」을, 또 용출성 실리카 성분을 함유하는 광물로서는, 도요 바이오 리액터(주) 사제 「TOYO ROZAI-SO」를, 또한 부식물을 주체로 하는 토양분말로서는, 도요 바이오 리액터(주) 사제「TOYO ROZAI-PW」를 사용할 수가 있다.

그리고 도 2의 예에서는 용출기(4) 내에서 충전재가 용출되기 쉽도록 산기관(402)에 의해서 통기가 실시되고 있으나 이것에 한정되지 않는다.

또 배양공정(2)은 도 2에 표시한 바와 같이 배양탱크(3)와 용출기(4)가 따로 따로의 구조로 되어 있어도 좋고, 또 도 3에 표시한 바와 같이 배양탱크(3)내에 직접용출기(4)를 설치하여도 좋다.

다음에 본 발명에 관한 OD방식에 있어서의 오니 개질방법에 관하여 도 4에 의거하여 설명한다.

도 4에 있어서, 6은 오수를 받아 넣는 원수조이며, 오수를 일정량까지 저류한다. 원수조(6)의 오수는 활성오니가 존재하는 타원형 또는 원형 등의 순환수로를 갖는 반응조(7)로 송액되고, 통기·순환이 실시된다. 예를들면 농촌취락폐수의 경우 통상 24∼48시간 반응조(7) 내에 체류하고 그후 분리조(8)로 송액된다. 분리조(8)에서는 처리수와 활성오니로 고액 분리된다.

본 발명은 분리조(8)에서 고액분리된 오니의 일부 또는 전부를 펌프(9) 등에 의해서 뽑아 내고 오니의 부활 안정화(재활성화)를 실시하는 배양공정(2)으로 송액한다. 배양공정(2)은 상술한 회분방식에서의 경우와 마찬가지로 배양탱크와 용출기(도시하지 않은)로 이루어지는 것이 바람직하다.

배양공정(2)을 경유한 개질 오니는 부활 안정화(재활성화)된 오니이며, 이 오니의 일부 또는 전부를 상기 반응조(7)로 반송하면, 오니의 침강성이 향상되고 ss(suspention solid)의 유출이 방지될 수 있다.

또 본 발명에 의해서 개질된 오니는 악취를 흡착 흡장하는 성질에도 우수하므로 특히 원수조(6)로 반송함으로써 예를 들면 시뇨처리의 경우 등에 발생하는 시뇨유래의 악취의 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다. 도 4에는 배양공정(2)으로 부터의 오니는 펌프(10)에 의해서 뽑아내지고 라인(11)에 의해서 원수조(6)로, 라인(12)에 의해서 반응조(7)로 이송되고 있는 예가 표시되어 있으나, 원수조(6)에 오니를 이송하는 라인을 설치하면 순차적으로 반응조(7)로 이송되어 가므로 도시한 라인(12)은 설치하지 않아도 된다.

배양공정(2)은 반응조(7)와는 별도로 설치되어도 좋고, 도 5에 표시한 바와 같이 반응조(7)의 순환수로내에 설치하면 새로이 장소를 차지하지 않고 설치할 수 있으므로 바람직하다.

오니의 개질의 원리는 상술한 회분방식과 같으므로 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

그리고 도 4에서 분리조(8)의 오니의 일부는 펌프(13)에 의해서 뽑아져서 라인(14,15)에 의해서 원수조(6) 및 반응조(7)로 반송된다.

이상, 회분방식 및 OD방식의 오수 처리방법에서의 오니 개질방법에 관하여 설명하였으나 이 개질방법은 기설 및 신설의 어느 회분방식 및 OD방식의 오수 처리방법에도 적용할 수 있다.

(실 시 예)

이하, 본 발명의 실시예에 관하여 설명한다.

(실시예 1)

오수 : 농촌 취락 폐수, 수량은 50㎥/1일

BOD : 1500 ppm

처리조 : 콘크리이트제의 반응조(100㎥), 배양탱크 5㎥, 용출기 5㎥

용출기에 대한 충전재 :

부식물을 주체로 하는 토양 성형체 : 도요 바이오 리액터 (주) 사제

「TOYO ROZAI-PL」 0.5㎥

용출성 실리카 성분을 함유하는 광물 : 도요 바이오 리액터 (주) 사제

「TOYO ROZAI-SO」 0.5㎥

반응조에서의 통기는 48시간, 정치(고액분리)는 5시간 실시하고, 배양탱크 내에 반응층으로부터의 오니를 5㎥ 도입하고, 2.5㎥를 배양탱크로 이송하고, 배양탱크로부터 새로이 2.5㎥를 용출기로 송액하고 이 순환을 반복하였다. BOD를 98% 이상 제거하였다.

상기와 같이 해서 처리한 잉여 오니를 탈수처리하여 상온에서 방치하고, 3일후, 10일후, 30일후의 부패상태를 시간이 경과함에 따라 관찰하였다.

또 악취성분에 관해서도 모니터 10인에 의한 관능검사법에 의해서 검사하였다. 측정방법은 상기한 부패 상황의 관찰과 같은 일시에 탈수오니로부터 반경 1m 이내에 악취를 느끼는 모니터의 인수에 의해서 이하의 평가로 나누었다.

( 평 가 )

◎ : 모니터 10인중 악취를 느낀자가 0인

○ : 모니터 10인중 악취를 느낀자가 2인

△ : 모니터 10인중 악취를 느낀자가 3인

× : 모니터 10인중 악취를 느낀자가 4인 이상

또한 고액분리성을 확인하기 위하여 반응조 내의 통기 교반중의 액체를 시료로하여 SV₃₀(활성오니 혼합액이 30분 정치후에 침강한 비율) 및 SV₁₂₀(활성오니 혼합액이 120분 정치후에 침강한 비율)을 측정하였다.

이상의 결과를 표 1에 표시한다.

(비교예 1)

비교를 위하여 배양탱크 및 용출기를 설치하지 않은 것 외는 실시예 1과 동일하게 처리한 오니를 실시예 1과 동일하게 관찰하였다. 그 결과를 표 1에 표시한다.

[표 1]

	고액분리성(v/v%)	부패 및 악취성분
	SV₃₀	SV₁₂₀	3일후	10일후	30일후
실시예 1	30	10	부패되지 않음◎	부패되지 않음◎	부패되지 않음◎
비교예 1	50	40	부패되었다○	부패되었다×	－－－

표 1의 실시예 1에서 알 수 있듯이 본 발명에 의해서 개질된 오니는 30일을 경과하여도 부패되는 일이 없고, 방치하더라도 악취를 풍기는 일이 없었다.

한편 비교예 1의 오니는 10일간 방치 후에 부패되고 주위에 악취를 풍기고 있었다.

또 실시예 1의 경우에는 고액분리성이 현저하게 향상되어 있는 것을 알 수 있다.

(실시예 2)

오수 : 시뇨폐수, 수량은 100㎥/1일

BOD : 7500 ppm

처리조 : 콘크리이트제의 원수조(100㎥), 반응조 150㎥, 분리조 100㎥, 배양탱크 10㎥, 용출기 10㎥

용출기에 대한 충전재 :

「TOYO ROZAI-PL」 0.5㎥

「TOYO ROZAI-SO」 0.5㎥

운전시간 :

배양탱크 내에 분리층으로 부터의 오니는 50㎥ 도입하고, 5㎥을 용출기로 이송하고, 24시간 충전재와 접촉시켜 5㎥를 배양탱크에 이송하고 배양탱크로부터 새로이 5㎥을 용출기로 송액하고, 이 순환을 반복하였다. 반응조에서의 농기시간은 3일간이다. BOD를 98% 이상 제거하였다.

상기와 같이 해서 처리한 잉여 오니를 탈수처리를 실시하고, 상온에서 3일후, 10일후, 30일후의 상태를 시간이 경과함에 따라 관찰하고, 또 악취성분에 관하여 실시예 1과 동일하게 모니터 10인에 의한 관능검사를 실시하였다.

비교예 2로서, 배양탱크 및 충전기를 설치하지 않은 것 외는 실시예 2와 동일하게 해서 처리한 잉여오니를 동일하게 관찰하였다.

실시예 2 및 비교예 2를 실시한 결과, 실시예 2에 있어서의 잉여오니는 실시예 1과 동일하게 30일 이상 방치하더라도 부패되는 일이 없고, 악취를 느끼는 모니터도 1인 미만이었다. 한편 비교예 2의 오니는 5일간 방치후에 부패되고 모니터의 거의 전원이 악취를 느꼈다.

또 오수처리중의 시뇨에 의한 악취는 본 발명의 개질 오니를 사용한 경우에는 주위에 악취가 감도는 일은 없었으나, 비교예 2의 처리중에는 악취가 감돌고 있었다.

또한 이 잉여오니를 발효처리시켜서 퇴비를 제조한 바, 방향성이 있는 퇴비가 얻어지고 3주간 방치하더라도 그 성상에 변화를 볼 수 없었다. 한편 비교예 2의 잉여오니를 사용하여 동일하게 퇴비를 제조한 바, 2∼3주간 방치후에 부패하였다. 잉여오니 내의 미분해 유기물이 퇴비내에도 잔류하여, 이 미분해 유기물이 자연 부패균에 의해서 부패된 것에 연유된다고 생각된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 오니의 고액 분리성을 양호하게 하고, 잉여오니로서 배출되는 오니가 부패되는 일이 없고, 또 시뇨처리를 하는 경우에 있어서는 악취를 없앨 수가 있다.

Claims

활성오니가 존재하는 반응조에 오수를 받아 넣어 통기를 실시한 후에 이 반응조의 통기를 정지시키고, 처리수와 활성 오니로 고액분리하여 오수의 처리를 실시하는 회분 방식의 오수 처리방법에 있어서, 상기 활성 오니의 일부 또는 전부를 뽑아 내어 오니의 부활안정화(賦活安定化; 재활성화)를 실시하는 배양공정을 설정하고, 상기 배양공정에 있어서 부식물을 주체로 하는 토양성형체, 용출성 실리카 성분을 함유하는 광물 및 부식물을 주체로 하는 토양분말로부터 선택되는 적어도 1종의 용출액과 상기 활성 오니가 접촉되고, 통기 교반한 후에 상기 오니의 일부 또는 전부를 상기 반응조로 반송하고, 순차적으로 이것을 반복함으로써 오니의 개질을 실시하는 것을 특징으로 하는 오니 개질방법.
제 1항에 있어서, 배양공정이 배양탱크와 용출기로 이루어지고, 상기 배양탱크에 있어서 산기관에 의해서 통기가 실시되고, 상기 용출기에 부식물을 주체로 하는 토양성형체, 용출성 실리카 성분을 함유하는 광물 및 부식물을 주체로 하는 토양분말로부터 선택되는 적어도 1종을 충전하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 오니 개진방법.
오수를 받아 넣는 원수조를 가지며, 활성오니가 존재하는 타원형 또는 원형 등의 순환수로를 갖는 반응조에 원수조로부터의 오수를 받아 넣어 통기, 순환을 실시한 후에 상기 통기조로부터 이송되는 액체를 분리조에 송액하여 이 분리조에서 고액분리하여 오수의 처리를 실시하는 옥시데이션 디취(OD) 방식의 오수처리방법에 있어서, 상기 활성오니의 일부 또는 전부를 뽑아 내어 오니의 부활안정화(재활성화)를 실시하는 배양공정을 설정하고, 이 배양공정에서 부식물을 주체로 하는 토양성형체, 용출성 실리카 성분을 함유하는 광물 및 부식물을 주체로 하는 토양분말로부터 선택되는 적어도 1종의 용출액과 상기 활성오니가 접촉되고, 통기교반한 후에 상기 활성오니의 일부 또는 전부를 상기 반응조 및/또는 원수조로 반송하고 순차적으로 이것을 반복함으로써 오니의 개질을 실시하는 것을 특징으로 하는 오니 개질방법.
제 3항에 있어서, 배양공정이 배양탱크와 용출기로 이루어지고, 이 배양탱크에서 산기관에 의해서 통기가 실시되고, 상기 용출기에 부식물을 주체로 하는 토양성형체, 용출성 실리카 성분을 함유하는 광물 및 부식물을 주체로 하는 토양분말로부터 선택되는 적어도 1종을 충전하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 오니 개질방법.