KR20040101906A

KR20040101906A - 폐수의 미생물 분해 처리 방법 및 폐수처리제의 혼입 장치

Info

Publication number: KR20040101906A
Application number: KR1020040031238A
Authority: KR
Inventors: 요시무라후미히코; 도하라요시노부
Original assignee: 가부시키가이샤 덴쇼 기켄
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2004-05-04
Publication date: 2004-12-03
Also published as: HK1071881A1; CN1289410C; CN1572729A; TW200508156A; JP2004351269A

Abstract

오수 유조에 이르는 혐기적 상태에 놓여진 오수로로부터 악취를 간편하게 소거할 수 있고, 오수로중에 악취나 폐유 등의 퇴적물이 생기는 일 없이, 충분히 청결한 상태로 오수 처리할 수 있는 폐수의 미생물 분해 처리 방법으로 하는 것이고, 또 그와 같은 방법에 이용하는 비교적 간단한 구조로 소형화 가능한 장치로 하는 것이다.

수도 배관(1)을 접속한 스테인리스강 제의 용기(2) 내의 기준 수면 아래에 수산화알루미늄을 함유하는 직경 10mm 정도의 광물질 입자(3)의 퇴적층을 설치하고, 이 퇴적층의 아래쪽에 펀칭 메탈로 이루어지는 투수성의 칸막이 받침대(4)를 통해 공기 확산 부재(5)를 설치하고, 이것에 에어 펌프(12)로부터 압송되는 압축 공기의 공급관(14)을 접속하고, 관 형상의 공기 확산 부재(5)로부터 수중으로 방출되는 기포류로 광물질 입자(3)를 진동시켰을 때, 광물질 입자(3)끼리의 마찰로 생긴 분말상 처리제가 분산된 물을 용기밖의 피처리수에 공급하는 처리제 혼입관로(6)를 접속하여 설치한 폐수처리제의 혼입 장치로 한다.

Description

폐수의 미생물 분해 처리 방법 및 폐수처리제의 혼입 장치{METHOD OF DECOMPOSING／TREATING WASTE WATER USING MICROORGANISM AND DEVICE FOR MIXING TREATING AGENT FOR WASTE WATER}

이 발명은, 유지 등을 함유하는 생활 폐수나 공업 배수 그 밖의 폐수를 미생물 분해에 의해 정화 처리하는 폐수의 미생물 분해 처리 방법 및 그 방법에 이용하는 폐수처리제의 혼입 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 생활 폐수나 공업 배수 등의 폐수에는, 유지, 단백질, 전분, 계면활성제 등 여러 가지의 유기물이 혼입되고, 이것을 정화하여 자연계로 되돌리는 것이 인간의 생활환경을 유지하기 위해서도 중요한 것이라고 생각된다.

통상, 유지 등을 함유하는 생활 폐수나 공업 배수를 처리하는데는, 먼저 발생원 시설의 근처에 오수 유조나 그리스 트랩을 설치하고, 또한 최종적으로 처리되는 하수처리장 등에는 여과, 침전, 물리 화학적 정화 처리의 시설을 설치하고, 나아가서는 생물학적 정화 처리 시설을 설치하도록 하고 있다.

폐수의 발생원 근처에 설치되는 오수 유조나 그리스 트랩은, 하수 배관에 고형물이나 유지가 유입되는 것을 방지하여, 방취 기능도 어느 정도는 하는 것이지만, 이들에 유지 등이 체류하면, 처리 능력이 저하되고, 나아가서는 혐기적인 상태에서 방치되면 체류물이 변질되어, 황화수소, 아민, 암모니아 등이 화학 반응하여 악취가 있는 유황성 가스 등을 발생한다.

이와 같은 사태를 방지하기 위해, 통상은, 체류한 유지 등을 오수 유조나 그리스 트랩의 상층 또는 하층에 부상시키고, 또는 침전시켜 분리하고, 정기적으로 조(槽)밖으로 빼내어 처리하는 관리가 채용되고 있다.

또, 폐수 정화를 위해 매우 적합한 미생물을 이용한 처리 방법으로서는, 냄새나 오탁의 원인이 되는 유기물을 분해하는 호기성 미생물 또는 혐기성 미생물을 다공질의 배양 기재에 담그고, 이들 배양기재에 유용한 미생물군이 번식한 상태에서 폐수를 접촉 여과시켜 이것을 정화 처리하도록 하고 있다.

예를 들면, 동물성 유지 등의 유지를 포함하는 폐수를 미생물 분해에 의해서 처리하는데는, 저농도의 알루미늄 이온 및 제올라이트 등의 광물편을 첨가하여, 부패 악취의 발생을 방지하고 미생물 분해 처리하는 방법이 알려져 있다(특허 문헌 1 참조).

[특허 문헌 1]

일본 특허 제 3267459호 공보(특허청구의 범위, 단락 0049)

그러나, 상기한 종래의 폐수의 미생물 분해 처리 방법은, 오수 처리조중에서 소정 농도의 알루미늄 이온을 혼합하고, 다음 처리조에서 제올라이트 등의 광물편을 혼합하고, 또한 알루미늄 이온 농도의 검출을 행하여 처리 능력의 조정을 행할 필요가 있고, 오수 처리조의 가동 상태를 상세히 관리하기 위한 수고가 들고, 특히 자동적으로 알루미늄 이온을 적량만 연속적으로 공급하거나, 미생물을 집중적으로 관리하기 때문에 소규모의 장치로 가동하는 것은 곤란했었다.

일반적인 활성 오니법 등의 폐수의 미생물 분해 처리 방법에서는, 정기적으로 소정량의 미생물 기재를 공급하거나, 물의 농도 조정 등의 관리에 번잡한 수고가 든다고 하는 문제점이 있다.

또, 종래의 알루미늄 이온을 공급하는 미생물 분해 처리 방법에서는, 오수 유조에 이르는 혐기적 상태의 수로로부터 악취가 발생하거나, 수로중에 악취나 폐유 등의 퇴적물이 발생되기 쉽기 때문에, 충분히 청결한 상태로 오수 처리할 수 없다고 하는 문제도 있다.

그래서, 이 발명의 과제는, 상기한 문제점을 해결하여, 오수 유조에 이르는 혐기적 상태에 놓여진 오수로로부터 악취를 간편하게 소거할 수 있고, 오수로중에 악취나 폐유 등의 퇴적물이 생기는 일 없이, 충분히 청결한 상태로 오수 처리할 수 있는 폐수의 미생물 분해 처리 방법으로 하는 것이고, 또 그와 같은 방법에 이용하는 비교적 간단한 구조로 소형화 가능한 장치로 하는 것이다.

또, 이 발명의 다른 과제로서는, 폐수의 미생물 분해 처리 방법에 있어서, 폐수중에 소정량의 미생물 기재를 공급하여 농도 조정하는 공정이 간단하고, 미생물 처리의 관리에 수고가 들지 않고, 저비용으로 가동할 수 있는 폐수의 미생물 분해 처리 방법으로 하고, 또 그 방법에 이용하는 장치로 하는 것이다.

도 1은 처리 장치의 실시 형태를 용기를 제거하고 나타낸 사시도이다.

도 2는 처리 장치의 실시 형태의 관로의 배치 상태를 나타낸 평면도이다.

[부호의 설명]

1 수도 배관

2 용기

3 광물질 입자

4 칸막이 받침대

5 공기 확산 부재

6 처리제 혼입관로

7 플로트

8, 11 전자 밸브

9 배수구

10 칸막이 벽

12 에어 펌프

13 타이머

14 공급관

상기의 과제를 해결하기 위해, 이 발명에 있어서는, 수산화알루미늄을 함유하는 광물질 입자를 서로 이웃하는 입자끼리가 접촉하도록 용기내에 다수 수용하고, 이들 광물질 입자를 물리적으로 진동시켜 광물질 입자끼리를 마찰시키고, 생긴마모 분말을 상기 용기내에서 폐수중으로 배출하고, 이 폐수중에 공급한 상기 마모 분말로부터 수중으로 알루미늄 이온을 공급하는 동시에 상기 마모 분말을 담체로 하여 유기물 자화(資化)성 미생물을 고밀도로 증식시키는 것으로 이루어지는 폐수의 미생물 분해 처리 방법으로 한 것이다.

상기한 바와 같이 구성되는 이 발명의 폐수의 미생물 분해 처리 방법은, 다수의 광물질 입자를 서로 이웃하는 입자 사이가 접촉하도록 용기내에 수용하고, 그리고 이들의 광물질 입자를 주지의 수법으로 물리적으로 진동시키면, 입자 표면끼리가 마찰하여 표면이 마모되어, 그 마모 분말이 생성된다.

생성된 마모 분말은, 수산화알루미늄을 함유하는 광물질로, 용기내에 공급되는 물에 알루미나 수화물 또는 그 염(알루미늄산염 등)으로서 분산되고, 또는 일부가 용해하여, 수중에 알루미늄 이온을 공급한다.

알루미늄 이온은, 유기 성분을 함유하는 물의 분해 과정에서 악취를 발생시키는 미생물군 등의 증식을 억제하고, 또한 악취를 흡착하는 페놀류를 형성하여 악취 성분을 분해하는 미생물군을 선택적으로 증식시키는 것으로 판명되어 있고, 이와 같이 유용한 알루미늄 이온을 수중에 공급하는 비수용성의 광물질은, 유지 그 밖의 유기물 자화성의 다수의 미생물이 착생 가능한 담체가 되고, 이것을 핵으로 하여 미생물의 콜로니가 형성되고, 거대한 바이오필름이 만들어진다.

수산화알루미늄을 함유하는 광물질의 마모 분말을 담체로 하여 증식하는 미생물군으로서는, 유지 그 밖의 유기물 자화성의 미생물이 주지이고, 특히 유지 자화성 미생물로서는, 예를 들면 아크로모박터 크실로속시단(Achromobacterxylosoxidans) 등이 우점하기 쉬운 균종의 대표예로서 들 수 있다.

이와 같이 하여 용기내의 물에 광물질 입자를 물리적으로 진동시켜 광물질 입자끼리의 마모에 의해서 미생물 담체를 공급할 때, 물리적 진동의 강도와 물의 공급량을 조절하는 것만으로 일정한 공급 속도가 되어, 단위 시간당 소요량의 미생물 담체를 간편하게 폐수중으로 공급할 수 있다.

광물질의 마모 분말이 공급된 폐수는, 유지를 포함하는 유기물 분해 성능이 높은 미생물이 다수 증식하기 쉬운 환경이 되어, 예를 들면 폐수의 배관내나 그리스 트랩 등의 체류하기 쉬운 장소에 있어서 유지의 미생물 분해가 활발하게 행해지게 된다.

그 때문에, 오수로중에 악취나 폐유 등의 퇴적물이 생기는 일 없이, 충분히 청결한 위생 환경을 유지하면서 오수 처리할 수 있는 폐수의 미생물 분해 처리 방법이 된다.

또, 이 발명에서는, 상기한 폐수의 미생물 분해 처리 방법에 있어서, 용기내에 물을 공급하면서 광물질 입자를 물리적으로 진동시키고, 생긴 마모 분말을 물과 함께 용기밖으로 빼내어 피처리 폐수중에 혼입하는 처리 방법을 채용하는 것이 바람직하다.

용기내에 물을 공급하면서 진동시키면, 생긴 마모 분말이 생성 직후에 물에 혼합되기 때문에, 균일하게 분산 또는 용해하여, 일정한 농도로 용기밖으로 빼내기 쉬운 상태가 된다.

또, 상기의 과제를 해결하기 위해, 채용할 수 있는 폐수처리제의 혼입 장치로서는, 물의 공급로가 접속된 용기내의 수면 아래에 수산화알루미늄을 함유하는 광물질 입자의 퇴적층을 설치하고, 이 퇴적층의 아래쪽에 공기 확산 부재를 설치하여 이 공기 확산 부재에 압축 공기의 공급로를 접속하고, 상기 공기 확산 부재로부터 수중으로 방출되는 기포류로 광물질 입자를 진동시켰을 때, 광물질 입자끼리의 마찰로 생긴 분말상 처리제가 분산된 물을 용기밖의 피처리수에 공급하는 처리제 혼입로를 설치한 폐수처리제의 혼입 장치로 하는 구성을 채용할 수 있다.

상기한 구성의 혼입 장치는, 공기 확산 부재에 압축 공기를 공급하면, 수산화알루미늄을 함유하는 광물질 입자의 퇴적층을 아래쪽에서 위쪽으로 빠져나가서 기포류가 생기고, 이것에 의해 광물질 입자가 용기내의 수중에서 진동한다.

이것에 의해, 광물질 입자끼리의 마찰로 생긴 분말상 처리제가 균질하게 분산된 물이 생성되고, 이 물을 처리제 혼입로로부터 용기밖의 피처리수에 공급함으로써, 피처리수를, 유지 그 밖의 유기물 자화성의 미생물이 선택 증식하기 쉬운 환경으로 할 수 있다.

이 발명의 실시 형태인 폐수의 미생물 분해 처리 방법은, 수산화알루미늄을 함유하는 점토를 소성한 소정 입경의 광물질 입자를 준비하고, 서로 이웃하는 입자 끼리가 접촉하도록 용기내에 다수 수용하고, 이들 광물질 입자를 폭기에 수반하여 발생하는 기포류 등으로 물리적으로 진동시켜 광물질 입자끼리를 마찰시키고, 생긴 마모 분말을 상기 용기내에서 폐수중으로 배출하고, 이 폐수 중에는 상기 마모 분말로부터 알루미늄 이온을 공급하는 동시에, 상기 마모 분말을 담체로 하여 유지 그 밖의 유기물 자화성의 미생물을 증식시키는 폐수의 미생물 분해 처리 방법으로한 것이다.

이 발명에 이용하는 광물질 입자는, 예를 들면 수산화알루미늄을 함유하는 점토를 소성한 소정 입경의 것을 채용할 수 있지만, 예를 들면 이암, 비석, 경석 등의 점토 광물을 들 수 있다. 특히, 규산(예를 들면 45% 정도)과 부식산을 주요 성분으로 하여 알루미늄 화합물을 미량으로 함유하는 점토계 광물(pH 2~3 정도)로 이루어지는 입자를 들 수 있다. 입자의 크기로서는, 예를 들면 최대 직경이 10∼13mm의 것을 채용하면, 수중에서 잘 진동하는 등의 점에서 바람직하다.

이와 같은 광물질 입자는, 천연에 산출되는 점토 광물 외, 분말상 또는 모래상의 점토계 광물을 압축 성형하고, 이것을 340∼380℃, 바람직하게는 340∼350℃ 정도로 소성 또는 소결한 세라믹질이라도 좋다. 특히, 경석 등과 같은 다공질의 광물질 입자로 하는 것이 마모 분말을 효율적으로 생성하기 때문에, 바람직한 것이다.

수중에 공급하는 알루미늄 이온 농도는, 0.1∼0.5mM가 되도록 광물질 입자의 조성을 조정하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1∼0.2mM이다. 왜냐하면, 0.1mM 미만의 알루미늄 이온 농도에서는, 부패 악취를 억제하는 미생물의 증식을 선택적으로 높이는 것이 곤란하고, 현미경하에서는 수산화알루미늄에 미생물이 둘러싸인 미소 입자가 보이지만, 수중에 침강하기까지는 응집되지 않아, 물리적으로 미생물을 분리하기 곤란하다. 또, 0.5mM을 넘어 고농도의 알루미늄 이온을 공급해도, 부패 악취를 억제하는 미생물의 증식의 속도는 변하지 않고, 오히려 광물질 입자의 무용한 마모량을 증대시키는 결과가 되어, 바람직하지 않다.

즉, 수중에 광물질 입자의 마모 분말과 소정 농도의 알루미늄 이온이 동시에 공급되면, 마모 분말을 유지 자화성 미생물이 둘러싸도록 증식하고, 그 외측을 수산화알루미늄의 막이 덮는 입자가 형성되고, 이와 같은 입자는, 폐수중에 침강하여 분리하고 처리하기 쉬운 것이 된다.

광물질 입자를 물리적으로 진동시키는데는, 기포를 접촉 통과시켜 진동시키는 수단 외, 광물질 입자를 수용한 대그릇 형상 용기 등을 모터나 전자석을 이용하여 전기적, 자기적으로 진동시키거나, 음파나 초음파 등을 이용하여 진동시킬 수도 있다.

이 발명의 실시 형태의 폐수처리제의 혼입 장치의 실시 형태를, 이하에 첨부도면을 참조하면서 설명한다.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 실시 형태는, 수도 배관(1)을 접속한 스테인리스강 제의 용기(2) 내의 기준 수면 아래에 수산화알루미늄을 함유하는 직경 10mm정도의 광물질 입자(부식산과 규산을 주성분으로 하고, 수산화알루미늄을 2%함유하는 이암)(3)의 퇴적층을 설치하고, 이 퇴적층의 아래쪽에 펀칭 메탈로 이루어지는 투수성의 칸막이 받침대(4)를 통해 공기 확산 부재(5)를 설치하고, 이것에 에어 펌프 (12)로부터 압송되는 압축 공기의 공급관(14)을 접속하고, 관 형상의 공기 확산 부재(5)로부터 수중으로 방출되는 기포류로 광물질 입자(3)를 진동시켰을 때, 광물질 입자(3)끼리의 마찰로 생긴 분말상 처리제가 분산된 물을 용기밖의 피처리수에 공급하는 처리제 혼입관로(6)를 접속하여 설치한 폐수처리제의 혼입 장치이다.

용기(2)에는, 과잉한 물의 공급으로 오버플로우가 일어나지 않도록, 플로트(부자)(7) 부착의 수위 조절 장치를 설치하고, 수도 배관(1)을 전자 밸브(8)로 뚜껑을 여는 것만으로, 상시 정량의 수위로 유지할 수 있도록 하고 있다. 또, 수도의 수압이 너무 높아 기준 수위를 초과했을 경우에도 오버플로우가 일어나지 않도록, 기준 수위의 높이에 배수구(9)를 설치하고 있다.

또, 칸막이 받침대(4)에 겹쳐서 분말상 처리제가 분산된 물을 여과하여 배출하기 쉽도록 펀칭 메탈제의 칸막이 벽(10)을 설치하고, 처리제 혼입관로(6)으로부터의 배수를 확실히 할 수 있도록 하고 있다.

또, 도 2에 나타낸 바와 같이, 전자 밸브(8, 11) 및 에어 펌프(12)를 전기적으로 제어하기 위한 타이머(13)를 설치하고, 이 조작 및 설정에 의해서 자동적으로 급배수를 할 수 있게 하고 있다.

상기한 폐수처리제의 혼입 장치는, 용기내에 물을 공급하면서 에어 펌프(12)를 구동하면, 정화가 일어나는 동시에 광물질 입자(3)는 상승하는 공기포에 접하여 진동하고, 이때 생긴 마모 분말이 생성 직후에 일정한 농도로 물에 혼합되고, 칸막이벽(4)를 통과하여, 처리제 혼입관로(6)로부터 배수할 수 있는 것이다.

[실시예]

도 1 및 도 2에 나타낸 50리터 용기내의 칸막이 받침대 위에 5kg의 광물질 입자(부식산과 규산을 주성분으로 하고, 수산화알루미늄을 2% 함유하는 직경 10mm의 이암 입자) 5kg를 거의 동일한 두께의 층 형상으로 수용하고, 에어 펌프로부터 공기 확산 부재에 수압 이상의 압축 공기를 2리터/분 정도로 공급하고, 또한 광물질 입자 1일당 600리터의 수도물을 공급하여 동량의 분말상 처리제 분산수를 제조하고, 이것을 선술집 주방에서의 폐수에 37일간 연속하여 혼입하고, 또한 그리스 트랩(용량 200리터)을 통과시켜 배수한다고 하는 미생물 분해 처리를 시험적으로 행했다. 30일간의 배수량을 18000리터로 한 경우의 마모된 광물질 입자의 양은, 계량한 결과 41.57g이었다. 이 때의 그리스 트랩 내의 배수의 수질 검사(pH, 생물학적 산소요구량(BOD), 부유물 질량(SS), 노르말헥산을 추출물 질량)의 결과를 표 1에 나타내었다.

표 1의 결과로부터도 명확한 바와 같이, 처리후 12일 및 37일후의 BOD, SS양, 노르말헥산 추출물 질량은, 현저하게 감소하고 있고, 육안 검사의 결과도 유지분의 퇴적이나 체류는 없어지고, 배수의 투명도 및 냄새도 현저하게 개선되어 있었다.

이 발명은, 이상 설명한 바와 같이, 수산화알루미늄을 함유하는 광물질 입자를 용기내에 다수 수용하고, 이들 광물질 입자를 진동시켜서 마모 분말을 폐수중으로 배출하여, 폐수중의 유지 자화성 미생물을 증식시켰기 때문에, 오수 유조에 이르는 혐기적 상태에 놓여진 오수로로부터 악취를 간편하게 또한 확실하게 소거할 수 있고, 그와 같은 오수로중에 악취나 폐유 등의 퇴적물이 생기는 일 없이, 청결한 상태로 오수 처리할 수 있는 폐수의 미생물 분해 처리 방법이 되는 이점이 있다.

또, 이 장치에 관계되는 발명은, 용기내의 수면 아래에 수산화알루미늄을 함유하는 광물질 입자의 퇴적층을 설치하고, 이 퇴적층의 아래쪽에 배치한 공기 확산 부재로부터 수중으로 방출되는 기포류로 광물질 입자를 진동시키고, 생긴 분말상 처리제가 분산된 물을 용기밖의 피처리수에 공급하는 장치로 했기 때문에, 미생물을 증식하기 위한 처리조를 장치내에 짜넣을 필요가 없어지고, 비교적 간단한 장치를 사용하여 확실하게 폐수중에 소정량의 미생물 기재를 공급할 수 있고, 미생물 처리의 관리에 수고가 들지 않고, 저비용으로 가동할 수 있는 폐수의 미생물 분해 처리 장치가 되는 이점이 있다.

Claims

수산화알루미늄을 함유하는 광물질 입자를 서로 이웃하는 입자끼리가 접촉하도록 용기내에 다수 수용하고, 이들 광물질 입자를 물리적으로 진동시켜 광물질 입자끼리를 마찰시키고, 생긴 마모 분말을 상기 용기내로부터 폐수중으로 배출하고, 이 폐수중에 공급한 상기 마모 분말로부터 수중으로 알루미늄 이온을 공급하는 동시에 상기 마모 분말을 담체로 하여 유기물 자화성 미생물을 증식시키는 것으로 이루어지는 폐수의 미생물 분해 처리 방법.
제 1 항에 있어서, 용기내에 물을 공급하면서 광물질 입자를 진동시키고, 생긴 마모 분말을 물과 함께 용기밖으로 빼내어 피처리 폐수중에 혼입하는 것을 특징으로 하는 폐수의 미생물 분해 처리 방법.
물의 공급로가 접속된 용기내의 수면 아래에 수산화알루미늄을 함유하는 광물질 입자의 퇴적층을 설치하고, 이 퇴적층의 아래쪽에 공기 확산 부재를 설치하고 이 공기 확산 부재에 압축 공기의 공급로를 접속하고, 상기 공기 확산 부재로부터 수중으로 방출되는 기포류로 광물질 입자를 진동시켰을 때, 광물질 입자끼리의 마찰로 생긴 분말상 처리제가 분산된 물을 용기밖의 피처리수에 공급하는 처리제 혼입로를 설치한 폐수처리제의 혼입 장치.