KR20010055559A - 염기화가수분해에 의한 음식물 찌꺼기 고액분리 처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음식물 찌꺼기를 탈수기로 침출한 폐수를 고액분리하여 처리하는 방법에 관한 것으로, 산화되어 있는 음식물 찌꺼기 침출폐수에 가성소다, 소석회 등의 염기제를 투여하여 침출폐수의 산도를 pH 8∼pH 11로 알칼리화하여 침출폐수중에 함유된 단백질을 변성시킴과 동시에 지방질을 계면활성시켜 고형물과 용존 이온화 물질을 석출 및 응집한 후 황산제2철, 황산알루미늄 등의 산화제를 넣어 pH 7∼pH 7.5로 중화시킴과 동시에 작은 응집물을 커지게 하고 잔여 용존 이온화 물질, 특히 암모니아 성분을 산화제(황산음이온SO ₄ ^-2)에 의해 황산암모늄으로 결합이 일어나도록 하여 석출하는 염기화가수분해에 의한 음식물 찌꺼기 고액분리 처리방법에 관한 것이다.

Description

염기화가수분해에 의한 음식물 찌꺼기 고액분리 처리방법{A solid and liquid separating method on food dregs by basefing hydrolysis}

본 발명은 음식물 찌꺼기 침출 폐수처리에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 음식물 찌꺼기를 탈수기로 침출한 폐수를 고액분리하여 처리하는 방법에 관한 것이다.

음식물 찌꺼기를 탈수기에 넣고 고액 분리하면 액상으로 빠져 나오는 여과물은 부패(또는 발효)된 상태의 악취가 심한 산성화 물질이기 때문에 그 처리가 매우 난해하다. 기존의 표준활성오니법이나 액상부식법 또는 전기분해법으로는 악취나 처리비용의 문제 때문에 적용시키기 힘들다는 것이 정설이고, 이와 같이 음식물 찌꺼기 침출물은 워낙 악성 페수인지라 수질환경오염의 가장 큰 원인이 되고 있으며 이로 인해 음식물 찌꺼기의 유기질 비료화 또는 발효 사료화시켜 재활용코자하는 정책에도 큰 차질을 빚고 있는 실정이다. 특히, 수원지 근방에 모여있는 음식점으로부터 배출되는 배출물은 상수도 수원지오염의 주범이 되고 있어 국민건강과 직결되는 양질의 식수공급을 어렵게 하고 있으므로 음식물 찌꺼기의 효율적인 처리는 국가적인 차원에서 문제점으로 대두되고 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 처리수의 생물학적 산소요구량(BOD), 화학적산소요구량(COD)을 저하시켜 기준에 적합하도록 하는 것을 발명의 목적으로 한다.

이와같은 목적을 달성하기 위하여 음식물 찌꺼기의 본질을 파악, 침출 폐수중의 단백질, 지방질을 염기제로서 변성 또는 계면활성시켜 고액분리가 용이하도록 하고 또한 무기질 성분들을 이온(Ion)복분해 반응토록하여 석출시켜 부유물질(Suspended Solid), 총 질소(Total Nitrogen) 및 인(P) 등의 공해물질을 짧은 시간내에 자연스럽게 제거하는 것을 본 발명의 특징으로 한다.

도 1은 본 발명을 실시하기 위한 공정도이다.

음식물 찌꺼기 침출폐수에는 단백질, 지방질 등의 유기성 물질과 칼슘, 아연, 철분, 마그네슘 등의 무기성 이온화 물질들이 상당량 존재하고 있으며 산성화(pH 3∼pH 5)되어 있다.

본 발명에서는 이들 오염물질을 처리하기 위하여 산성화된 폐수를 직접 중화하지 않고 일단 염기제로 알카리화(pH 8∼pH 11)한 후 산화제로 산화하여 중화(pH 7∼pH 7.5)하는데 그 이유는 알카리는 자유전자에너지를 주지 못하므로 자유전자(이온화 전자)를 방출할 수 있는 산화제(황산음이온SO ₂ ^-2등)로 산화하여 액상에 에너지를 부여하기 위한 것으로서, 이와 같은 상변환(相變換) 촉매반응에서는 생성엔탈피(enthalpy)가 증가하게 되고 아울러 이온화 물질들의 자유전자에너지가 증가하여 이온(Ion)복분해가 쉽게 일어나기 때문이다.

본 발명의 폐수처리 방법을 구체적으로 설명하면, 산성화되어 있는 음식물 찌꺼기의 침출 폐수에 먼저 물을 넣어 수분을 90%이상으로 조절한 후 염기제로서 가성소다나 소석회를 넣어 산도를 pH 8∼pH 11로 맞추게 되면 단백질이 변성되면서 다음 반응식과 같이 지방질에 염기제의 금속양이온이 결합하여 비누화()되고 약한 계면활성이 일어나 작은 응집이 일어나게 되며,

또한 무기질 성분들을 이온(Ion)복분해 반응에 의해 석출시키는데, 염기제의 금속양이온 일부는 침출폐수 중의 인산 성분과 결합되어 다음 반응식과 같이 인산나트륨 또는 인산칼슘이 되어 탈인현상이 일어나는 효과를 볼 수 있다.

이어서 산도를 pH 7∼pH 7.5로 맞추기 위해 산화제 즉 황산제2철이나 황산알루미늄을 넣게 되는데 이 때 침출폐수중의 암모니아()의 질소성분은 산화제의 황산음이온(SO ₄ ^-2)과 만나 다음 반응식의 원리로 황산암모늄()으로 결합하여 침전, 석출되어 탈질이 일어나게 된다.

또한 염기화된 작은 응집물이 산화되면서 커지게 되어 고액분리가 용이한 형태가 되며 침출폐수 중에 아직까지 잔존해 있는 용존 물질을 발출(拔出)시켜주는 효과를 보게된다.

고액분리된 침출폐수를 탈수기에 넣어 고체와 액체를 별도로 얻게 되면 고체는 비료에 적합한 성분을 함유한 것이 되고, 액체는 매우 맑은 상태로 변하게 되는 것이다. 위 과정을 거치게 되면 불과 2∼3시간내에 다음 표 1에서 보는 바와 같이 생물학적산소요구량(BOD), 화학적산소요구량(COD), 부유물질(SS), 총질소(T/N), 인(P) 등의 공해물질이 아래와 같이 급격히 저하된다.

Claims (1)

1. 산화되어 있는 음식물 찌꺼기 침출폐수에 가성소다, 소석회 등의 염기제를 투여하여 침출폐수를 pH 8∼pH 11로 알칼리화하고 침출폐수중에 함유된 단백질을 변성시킴과 동시에 지방질을 계면활성시켜 고형물과 인산성분의 용존 이온화 물질을 금속 양이온(Na⁺, Ca⁺등)에 의하여 인산염으로 석출시켜 탈인하고, 또한 황산제2철, 황산알루미늄 등의 산화제를 넣어 pH 7∼pH 7.5로 중화시킴과 동시에 작은 응집물을 커지게 하고 잔여 용존 이온화 물질, 특히 암모니아외 질소 성분을 황산음이온(SO ₂ ^-2)에 의하여 황산암모늄으로 결합하여 침전시켜 탈질되도록 하는 염기화가수분해에 의한 음식물 찌꺼기 고액분리 처리방법.