KR20010009316A

KR20010009316A - 돈 분뇨 정화처리장치

Info

Publication number: KR20010009316A
Application number: KR1019990027620A
Authority: KR
Inventors: 황경욱; 이동윤
Original assignee: 황경욱; 이동윤
Priority date: 1999-07-05
Filing date: 1999-07-05
Publication date: 2001-02-05
Also published as: KR100331132B1

Abstract

본 발명 유기물농도(35000∼40000ppm)가 높고 고액분리가 어려운 돈분뇨를 무기응집제를 이용 처리토록 하므로서 거품상의 응집물로 부상시킨 다음 물리적으로 탈수하여 고.액분리시킨 후 중화 응집.침전처리하여 유기물농도가 1500∼2000ppm인 여액을 얻고, 상기 여액을 폭기조에 투입, 미생물을 이용 호기성처리로서 단기간내에 방류수의 수질기준이하로 처리할 수 있도록 하여 수질 및 환경오염을 방지할 수 있도록 한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 연속반응조(4)내로 돈분뇨와 일정량의 무기응집제를 연속적으로 투입.반응시켜 수분을 함유한 거품상의 응집물을 얻고, 상기 응집물을 농축조(18)로 이송시켜 1.2차 침전조(24)(26)로부터 이송되어 온 슬러지와 혼합한 다음 탈수기(30)로 공급, 탈수하여, 탈수케이크는 퇴비장으로 이송.발효처리하여 퇴비로 사용케 하며, 탈수여액은 여액탱크(38)와 중화조(44)에서 중화시킨 다음 응집조(46)에서 투입되는 응집제에 의해 풀록을 얻고, 풀록은 1차 침전조(24)에서 침전시키며 상등액은 폭기조(64)에서 미생물 처리후 및 2차 침전조(26)에서 침전시켜 방류수 수질기준이하로 처리되게 한 다음 방류되게 한 것이다.

Description

돈 분뇨 정화처리장치{Pig excretion disposal device}

본 발명은 유기물농도(35000∼40000ppm)가 높고, 고액분리가 어려운 돈분뇨를 무기응집제를 이용 처리토록 하므로서, 거품상의 응집물로 부상시킨 다음 물리적으로 탈수하여 고.액분리 시킨 후 중화, 응집, 침전 처리하여 유기물농도가 1500∼2000ppm인 여액을 얻고, 상기 여액을 폭기조에 투입, 호기성 처리로서 단기간내에 방류수의 수질기준이하로 처리할 수 있도록 하여 수질 및 환경오염을 최소화할수 있도록 한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 돈 분뇨처리방식은 고.액분리가 어려워 초기 유기물 농도가 높기 때문에 1차 혐기적 발효처리후 2차 호기적 발효처리를 수반함으로서 상당한 처리기간(약2개월)이 소요되므로 대규모 처리용량 및 대규모 처리시설이 요구된다.

또한 돈 분뇨처리시 발생하는 암모니아 등 각종 가스의 발생과 부식으로 인하여 주변환경조건을 악화시킬 뿐 아니라, 각종 처리시설의 기능 마비등 잦은 보수를 필요로하게 되므로 유지관리에 많은 인력과 비용이 소요되는 관계로 사실상 바람직한 처리가 되지 못하고 있는 것이 현실이며, 이로 인하여 수질오염 및 환경오염은 물론 돈분뇨처리 문제가 양돈농가에 가장 시급한 문제로 대두되고 있는 실정이다.

본 발명은 이러한 종래의 제반문제점을 시정하고자 극히 적은 약품비용으로 고농도의 돈분뇨를 고.액분리하여 유기물농도를 획기적으로 줄이고, 간단한 소규모 시설을 이용, 연속적인 처리가 이루어지게 하므로서 처리용량과 처리의 효율을 높일 수 있도록 한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 돈사로부터 배출되는 돈 분뇨를 저장조에 수집 저장하고, 저장된 분뇨를 1차 연속반응조 저면으로 일정량씩 이송되게 함과 동시에 적량의 무기응집제를 투입하여 반응되게 하므로서 전체적으로 수분을 포함한 거품상의 응집물을 생성케 하고, 생성된 거품상의 응집물은 농축조로 이송케 하여 1차침전조와 2차침전조로부터 유입되는 슬러지와 함께 농축탈수후 슬러지는 퇴비장으로 이송케하며 탈수여액을 여액탱크로 이송되게 한다.

여액탱크내에서 산도(PM 5∼5.5)를 맞춘 여액은 자연유하에 의하여 중화조로 이송되며 이때 여액은 중화제를 투입 중성으로 중화되게 하고, 중화된 액은 응집탱크로 월류, 투입되는 응집제에 의해 플록을 형성한다.

상기 플록은 배관을 통하여 1차침전조와 폭기조를 및 2차 침전조에서 최종 침전되어 BOD와 SS수치를 방류수기준이하로 떨어뜨린 후 방류하게 된다.

상기 공정에서 1차침전조와 2차침전조의 슬러지는 다시 농축조로 이송되어 1차 연속반응조의 거품상 응집물과 함께 농축후 탈수기를 이용 탈수후 탈수여액은 여액탱크로 이송 재처리되게 한 것이다.

도 1 : 본 발명장치의 개략 공정도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

(2)--돈분뇨저장조 (4)--연속반응조

(6)--이송펌프 (8)--공급관

(10)--무기응집제탱크 (12)--송풍기

(14)--정량펌프 (15)--이송관

(16)--공급관 (18)--농축조

(20)--교반기 (22)--이송관

(24)--1차침전조 (26)--2차침전조

(28)--슬러지 이송펌프 (30)--탈수기

(32)--공급관 (34)--슬러지이송펌프

(36)--이송관 (38)--여액탱크

(40)--교반기 (42)--무기응집제탱크

(44)--중화조 (46)--응집조

(48)(50)--격판 (52)(54)--약품탱크

(56)(58)--교반기 (60)--이송관

(62)--이송관 (66)--방류관

(68)(70)--격판 (72)(74)--격판

이하 본 발명의 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명장치의 개략적인 공정블럭도로서, 일정한 수집용량을 같은 돈분뇨저장조(2)를 구성하되, 돈 분뇨저장조(2)일측에 연속 반응조(4)를 구성하고, 이송펌프(6)가 구성된 공급관(8)을 연속반응조(4)저면과 돈 분뇨저장조(2)와 연결되게 하고, 연속반응조(4)일측에는 무기응집제 탱크(10)를 설치하여 정량펌프(14)가 구성된 공급관(16)을 통하여 연속반응조(4)와 연결되게 한다.

따라서 돈 분뇨저장조(2)에 저장된 돈분뇨를 이송펌프(6)를 통하여 일정량씩 연속적으로 연속반응조(4)저면으로 공급되게 하고, 동시에 정량펌프(14)를 통하여 무기응집제탱크(10)내에 충전된 무기응집제를 연속반응조(4)내로 공급되게 한다.

이때 연속반응조(4)로 투입공급되는 무기응집제의 량은 돈분뇨의 성상에 따라 차이가 있지만 5%정도이면 적합하고, 사용되는 무기응집제는 염화제2철 등이다.

상기에서와 같이 연속반응조(4)내에 돈 분뇨와 무기응집제가 투입되어 반응되면 수분을 포함한 거품상의 응집물로 부상하며 부상된 응집물은 상단에 구성된 이송관(16)을 통하여 농축조(18)로 이송하게 된다.

이때 농축조(18)내에는 모터(M1)에 의해 회전하는 교반기(2O)가 구성되어 있고, 상단 일측에는 이송관(22)을 통하여 1차침전조(24) 및 2차침전조(26)와 연결되게 하고, 하단은 슬러지 이송펌프(28)가 구성된 공급관(32)을 통하여 탈수기(30)와 연결되게 한다.

따라서 농축조(18)내에는 상단에 1차침전조(24)와 2차침전조(26)하단에 침전된 슬러지가 슬러지이송펌프(34)의 작동으로 이송관(22)을 통하여 농축조(18)내로 투입되고, 농축조(18)내에 투입된 슬러지는 연속반응조(4)로부터 이송되어 온 수분을 함유한 거품상의 응집물과 함께 교반기(20)에 의하여 혼합하면 수분을 함유한 거품상의 응집물을 액체로 변하게 되며 이 액은 슬러지 이송펌프(28)를 통하여 탈수기(30)로 공급된다.

이때 탈수기는 돈분뇨의 특성상 유기물이 많은 관계로 벨트 프레스형 탈수기(30)을 사용하며 탈수기의 효율을 높이기 위하여 슬러지 이송펌프(28)와 탈수기(30)사이에 중화조와 응집조를 설치할 수도 있다.

탈수기(3O)로 공급된 슬러지와 거품상의 응집물은 압축탈수되어 탈수케이크(수분90%)와 탈수여액으로 분리되고, 상기 탈수케이크는 퇴비장으로 이송, 발효처리하여 퇴비로 사용케하며 탈수여액은 이송관(36)을 통하여 여액탱크(38)로 이송되며 여액탱크내에서 여액의 산도를 PM 5∼5.5로 조절한다.

상기 여액탱크(38)는 아래와 같이 구성된다.

즉 여액탱크(38)내에 모터(M2)에 의해 회전하는 교반기(40)를 구성하고, 상단일측에는 무기응집제탱크(42)를 설치하고, 여액탱크(38)일측에는 여액탱크(38)보다 약간 낮은 위치에 중화조(44)와 응집조(46)를 설치구성한다.

중화조(44)와 응집조(46)는 격판(48)(50)을 통하여 구분되게 하되, 중화조(44)쪽의 격판(48)은 하단이 개방되어 있고, 응집조(46)쪽의 격판(50)은 상단이 개방되어 있다.

상기 중화조(44)와 응집조(46)상에는 약품탱크(52)(54)가 각각 설치되며 중화조(44)와 응집조(46)내면에는 모터(M3)(M4)에 의해 회전하는 교반기(56)(58)가 각각 장치되어 있다.

따라서 탈수공정에서 발생한 탈수여액이 여액탱크(38)로 이송되어 오고, 여액탱크(38)로 이송되어 온 탈수여액은 다시 중화조(44)로 자연유하된다.

중화조(44)로 이송되어 온 탈수여액은 PH센서의 작동에 의해 필요시 약품탱크(52)에 충전된 소석회가 투입되어 중성으로 중화시키고 중화된 액은 격판(48)(50)의 개방부를 통하여 응집조(46)로 월류되며 응집조(46)로 월류되어 온 중화액은 약품탱크(54)로 부터 공급되는 응집제에 의해 풀록이 형성된다.

이때 사용되는 응집제는 음이온(anion)계통의 응집제 사용이 바람직하며 이는 양이온(cation)계통의 응집제보다 상등수의 탁도를 맑게 하는 효과가 있다.

응집조(46)에서 응집제에 의해 형성된 풀록은 격판(72)하단부를 통하여 월류되어 이송관(60)을 통하여 1차침전조(24)로 이송되어 3∼4시간 정도 체류하면서 침전되고, 침전이 완료된 상등액은 이송관(62)을 통하여 폭기조(64)내로 유입된다.

이때 폭기조(64)로 이송되는 상등액의 BOD는 약1500∼2000ppm정도이다.

폭기조(64)로 이송되어 온 상등액은 폭기조(64)내에서 약 5∼7일동안 체류하면서 박테리아와 원생동물을 이용 호기성처리후 2차침전조(26)로 이송시키며, 2차 침전조(26)에서 최종적으로 침전을 시킨 다음 BOD와 SS수치를 검사 방류수기준이하일 경우에 방류관(66)을 통하여 방류되고, 1.2차 침전조(24)(26)아래에 적재된 슬러지는 이송관(22)을 통하여 농축조로 이송되어 연속반응조(4)로부터 이송되어 온 수분을 함유한 거품상의 응집물과 함께 탈수기(30)로 이송탈수되는 동작의 반복으로 돈 분뇨를 효과적으로 연속처리하게 된다.

이때 1,2차 침전조(24)(26)내에 설치된 격판(25)927)은 풀록이 다른 탱크로 월류되지 않도록 하기 위한 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 돈 분뇨처리장치는 돈 분뇨저장조(2)에 저장된 돈 분뇨와 무기응집제를 일정량씩 연속적으로 연속반응조(4)로 이송, 반응시켜 수분을 함유한 거품상의 응집물을 얻고 응집물은 농축조(18)로 이송, 슬러지와 함게 탈수기(30)에서 탈수되어 탈수케이크는 퇴비장으로 이송 발효시켜 퇴비로 사용케 하며, 탈수여액은 여액탱크(38) 및 중화조(44)에서 중화시키고, 중화된 중화액은 응집조(46)로 이송, 응집제에 의해 풀록을 형성하고, 형성된 풀록은 다시 1차침전조(24)에서 침전되고, 침전조에서 침전된 상등액은 폭기조(64)에서 호기성처리 후 다시 2차 침전조(26)로 이송 침전시킨 다음 방류하게 되며, 1.2차침전조(24)(26)에서 침전된 슬러지는 다시 농축조(18)로 이송되어 수분을 함유한 거품상의 응집물과 함께 탈수되는 작동의 반복으로 돈 분뇨를 효과적으로 연속처리하게 되는 것이다.

실험한 바에 의하면 PH 7∼8, BOD 35000ppm이며, SS 5000ppm인 돈분뇨를 하루 50㎥씩 처리할 경우 연속반응조(4) 및 응축조를 경유하여 탈수기(30)에서 탈수되어 얻어지는 압축슬러지 즉 케이크의 량은 약220∼230kg이었으며, 탈수여액의 PH는 약5∼6, BOD와 SS는 각각 3500, 및 500정도로 약1/10정도 감소했으며, 탈수여액은 여액탱크(38)를 경유하여 중화조(44)로 이송되고 중화조에서 소석회를 투입하여 PH를 7로 조정한 후 측정한 BOD 및 SS수치는 각각 1750, 및 150으로 50% 및 70%의 제거율을 나타내었다.

중화조(44), 응집조(46) 및 1차침전조(24)를 지나 폭기조(64)에서 측정한 처리액의 PH 7, BOD 35, SS 150으로서 BOD의 수치는 98%, 였으나 SS의 수치의 감소율은 없었다.

그러나 폭기조(64)에서 2차 침전조(26)로 이송한 처리액의 경우 PH 및 BOD의 변함은 없었으나 SS의 수치는 34.5로서 약 77%의 제거율을 보였으며, 최종적으로 방류되는 방류수의 수질상태는 PH 7, BOD 35, SS 34.5로서 양호한 방류수의 기준을 만족하였으며, 처음 투입되는 돈분뇨의 BOD 35000, SS 5000 과 비교하면 99%이상의 제거율을 나타내는 양호한 처리결과를 얻을 수 있었다.

본 발명장치를 이용한 돈분뇨처리와 이에 따른 처리효율은 아래표와 같다.

따라서 본 발명은 극히 적은 약품의 비용으로 고농도의 돈 분뇨를 고액분리하여 유기물 농도를 획기적으로 떨어뜨려 기존 고농도 분뇨처리시 요구되는 시설의 거대화, 처리기간의 장기화, 미생물처리의 어려움을 획기적으로 해결하는 효과가 있으며, 돈 분뇨의 연속적인 처리로 인한 대량처리와 호기성 미생물처리의 편리성 및 효율성을 증가시키는 효과가 있으며, 분리된 슬러지를 수분 함수율(90%)이 낮기 때문에 톱밥의 사용량이 현저히 줄고, 퇴비량의 시설규모도 줄어드는 효과가 있다.

또한 기존 혐.호기 발효처리시 발생하는 암모니아 황화수소 등의 각종 가스의 발생 및 부폐균들의 번식에 따른 각종 시설 및 주변환경의 악화, 유지관리의 문제점을 획기적으로 개선하게 되는 등의 효과가 있는 것이다.

Claims

연속반응조(4)내로 돈 분뇨와 무기응집제를 일정량씩 연속적으로 공급되게 한 다음 이들을 반응시켜 수분을 함유한 거품상의 응집물을 얻고, 상기 응집물을 농축조(18)로 이송하여 제1.2침전조(24)(26)로부터 이송되어온 슬러지와 함께 혼합되게 한 다음 탈수기(30)로 이송 탈수처리하므로서, 탈수케이크와 탈수여액으로 분리되게 하되, 상기 탈수케이크는 퇴비장으로 이송, 발효되게 하여 퇴비로 활용케하며, 탈수여액은 여액탱크(38)를 통하여 중화조(44)로 이송,소석회를 투입하여 중화하고, 중화된 중화액은 다시 응집조(46)로 이송, 응집제를 투입하여 풀록을 형성하고, 상기 풀록은 다시 1차침전조(24)로 이송하여 침전시키고, 상등액은 폭기조(64)로 이송, 호기성처리한 다음 다시 2차 침전조(26)로 이송 최종 침전 후 방류되게 하고, 1.2차 침전조(24)(26)의 슬러지는 이송관(22)을 통하여 농축조(18)로 이송 거품상의 응집물과 혼합되게 한 다음 탈수기(30)로 탈수되게 하는 작동의 반복으로 돈 분뇨가 처리 됨을 특징으로 하는 돈 분뇨 정화처리 장치.