KR20130065891A - Method for treating organic wastes - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유기성 폐기물의 처리방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인분, 축산분뇨, 산업공장에서 배출되는 유기물농도가 높은 폐수, 매립장침출수, 도축공장폐기물, 식품가공공장폐기물, 농·수산물 가공공정에서 배출되는 폐기물, 음식물쓰레기, 하수처리 슬러지(Sludge), 산업폐기물매립지침출수 중에서 한 종류의 고농도 유기물을 함유한 유기성 폐기물(본 발명에서 상기한 유기물 농도가 높은 폐기물 및 폐수를 일괄하여 "유기성 폐기물"이라 한다.)을 처리하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for treating organic waste, and more particularly, to wastewater, livestock manure, wastewater having high organic matter concentration discharged from industrial plants, landfill leachate, slaughterhouse waste, food processing plant waste, and agricultural and marine product processing processes. Organic waste containing one kind of high concentration organic matter among the discharged waste, food waste, sewage treatment sludge, industrial waste landfill leachate (collectively referred to as "organic waste" It is about how to handle).
일반적으로 인분, 축산분뇨, 산업공장에서 배출되는 유기물농도가 높은 폐수, 폐기물매립장침출수, 도축공장폐기물, 식품가공공장폐기물, 농·수산물 가공공정에서 배출되는 폐기물, 음식물쓰레기, 하수처리 슬러지(Sludge)와 같이 고농도 유기물을 함유한 유기성 폐기물의 처리는 1차 혐기성 소화(혐기성 발효)처리를 한 다음, 2차 호기성 생물학적 폐수처리(활성오니처리)를 하고 있으나, 1차 혐기성 소화처리 효율을 높게 하기 위해서는 55℃ 전후로 가온하여 고율혐기성 소화를 하여야 하는데, 이때는 에너지비용(Energy cost)이 높은 문제점이 있으며, 그리고 1차 혐기성 소화처리액의 유기물부하가 높아 희석수를 주입하지 않고서는 2차 호기성 생물학적 처리(활성오니처리)를 하였을 때는 배출기준치 이내로 처리되지 않은 문제점이 있다. Generally, nutrient, livestock manure, wastewater with high organic concentrations from industrial plants, landfill leachate, slaughterhouse waste, food processing plant waste, waste from agricultural and aquatic product processing, food waste, sewage treatment sludge For the treatment of organic wastes containing high concentrations of organic matter, such as the first anaerobic digestion (anaerobic fermentation) treatment and the second aerobic biological wastewater treatment (active sludge treatment), however, in order to increase the efficiency of the first anaerobic digestion treatment, High rate anaerobic digestion should be performed by heating it to around 55 ℃, in which case there is a problem of high energy cost, and the second anaerobic biological treatment without injecting dilution water due to the high organic load of the first anaerobic digestion solution. When activated sludge treatment) there is a problem that is not treated within the emission standard value.
그리고 도축공장폐기물, 농·수산물 가공공정에서 배출되는 폐기물, 음식물쓰레기, 축산분뇨와 같은 유기성 폐기물의 경우는 수분조절제(팽윤제)를 함수율이 60wt% 범위로 주입하여 퇴비화하는 방법을 하고 있으나, 수분조절제의 소요량이 높아 비용이 많이 드는 문제점이 있다.In the case of organic waste such as slaughterhouse waste, waste from agricultural and aquatic product processing, food waste, and livestock manure, a moisture control agent (swelling agent) is injected to a compost with moisture content in the range of 60wt%. There is a problem that the cost of the regulator is high.
그래서 상기한 유기성 폐기물은 특별한 대책이 없어 거의 대부분을 해양투기를 하고 있어 심각한 해안오염을 야기하고 있는 실정에 있어, 앞으로는 해양투기를 금지하는 국제협약으로 고농도 유기성 폐기물의 합리적인 처리방법이 강구되어야 하는 실정에 있다.Therefore, the above-mentioned organic wastes do not have any special measures, and most of them are dumped at sea, causing serious coastal pollution. In the future, an international agreement to prohibit dumping at sea should find a reasonable method of treating high-concentration organic waste. Is in.
다음 특허문헌 1에서는 생물반응기(Bio-reactor)를 이용한 산 발효 및 메테인 발효에 의한 방법이 제시되어 있으며, 특허문헌 2에서는 감귤 부산물, 음식물 등과 같은 고체 유기성 폐기물을 처리함에 있어 고체 유기성 폐기물을 알코올 발효하여 분해하는 1차 혐기성 발효장치와, 초산발효를 이용하여 생성물을 분해하는 2차 유기산 발효장치와, 2차 유기산 발효장치를 거친 생성물에서 슬러지와 액체를 분리하는 고액분리장치로 구성된 방법이 제시되어 있으며, 특허문헌 3에서는 음식물찌꺼기, 축분과 같은 유기성 폐기물을 분쇄공정, 유기산 생성공정, 멸균공정, 메테인화를 수행하는 공정, 상기 메테인저장공정을 순차적으로 수행하는 공정이 제시되어 있으며, 이외에도 다수의 특허기술이 제시되어 있으나, 처리수를 고도처리하는 방법이 제시되어 있지 않으면서 시설비와 유지관리비용이 높은 등의 문제점이 있다.In Patent Document 1, a method of acid fermentation and methane fermentation using a bio-reactor is proposed, and Patent Document 2 discloses a method for treating solid organic wastes such as citrus by-products and foods. A method consisting of a primary anaerobic fermentation apparatus for fermentation and decomposition, a secondary organic acid fermentation apparatus for decomposing products using acetic acid fermentation, and a solid-liquid separator for separating sludge and liquid from the product which has passed through the secondary organic acid fermentation apparatus are presented. In Patent Document 3, organic waste such as food waste and animal waste is pulverized, organic acid generating, sterilizing, performing methanation, and methane storage. Although a number of patented technologies have been proposed, there is no method for advanced treatment of treated water. It flew there are problems such as facility cost and maintenance cost is high.
비특허문헌 1에서는 축산분뇨, 폐슬러지, 음식물쓰레기 등으로부터 바이오 메테인을 생산하는 기술의 특성과 국내외 기술개발 및 시장동향이 제시되어 있으며, 비특허문헌 2에서는 하수 슬러지와 음식물쓰레기의 혐기성 통합처리 시 음식물쓰레기 함량에 따른 바이오가스 생산의 특성이 제시되어 있으며, 비특허문헌 3에서는 유기성 슬러지 연료화기술이 제시되어 있으며, 이외에도 논문, 세미나발표자료가 제시되어 있으나, 단순히 유기성 폐기물의 특성 및 현황을 제시한 기술에 지나지 않은 종래기술에 지나지 않으며, 유기성 폐기물의 합리적인 처리방안은 제시되지 못하고 있는 실정에 있다.Non-Patent Document 1 presents the characteristics of technology for producing biomethane from livestock manure, waste sludge, food waste, etc., domestic and overseas technology development and market trends. In Non-Patent Document 2, anaerobic integrated treatment of sewage sludge and food waste is presented. The characteristics of biogas production according to the food waste content of the city are presented, and the organic sludge fueling technology is presented in Non-Patent Document 3, and other papers and seminar presentation data are presented, but the characteristics and status of organic wastes are simply presented. There is only one technique, but the prior art, and the rational treatment of organic waste has not been proposed.
본 발명은 인분, 축산분뇨, 산업공장에서 배출되는 유기물농도가 높은 폐수, 도축공장폐기물, 식품가공공장폐기물, 농·수산물 가공공정에서 배출되는 폐기물, 음식물쓰레기, 하수처리 슬러지(Sludge), 산업폐기물매립지침출수와 같이 유기물농도와 함수율이 높은 유기성 폐기물을 석탄회와 칼슘함유광물의 혼합물 또는 칼슘함유광물을 반응시켜 액상의 고급지방산, 수용성 유기물, 염분을 고형화한 다음, 탈수처리를 하여 유기물농도(BOD 및 COD)가 낮은 탈수 여액은 2단 호기성 생물학처리를 하여 배출기준치 이하로 고도처리를 하고, 용량이 감소 된 탈수케이크는 가수분해효소(Hydrolase)를 생산하는 복합미생물균제(複合微生物菌劑)를 주입하여 50∼60℃의 고온에서 액화한 다음 혐기성 발효처리를 하여 발생 되는 메테인가스(Methane gas)는 연료로 자원화하거나, 액비(液肥) 또는 고상의 퇴비로 자원화하면서 유기성 폐기물을 처리하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is a wastewater, food waste, sewage treatment sludge (sludge), industrial wastes, wastewater, slaughterhouse wastes, food processing plant wastes, organic wastes with high concentrations of organic matter discharged from industrial plants, livestock manure, industrial plants Organic wastes such as landfill leachate and organic wastes having high water content are reacted with a mixture of coal ash, calcium-containing minerals or calcium-containing minerals to solidify the liquid fatty acid, water-soluble organics and salts, and then dehydrated to obtain organic concentrations (BOD and The dehydrated filtrate, which has low COD), is subjected to two-stage aerobic biological treatment and is highly treated below the discharge standard. The dehydrated cake with reduced capacity is injected with a microbial microbial agent that produces hydrolase. Liquefied at a high temperature of 50-60 ℃ and then subjected to anaerobic fermentation, and the methane gas generated as a fuel And recycling to, or manure (液肥) or composting of solid phase there is provided a method for processing organic waste.
본 발명은 인분, 축산분뇨, 산업공장에서 배출되는 유기물농도가 높은 폐수, 도축공장폐기물, 식품가공공장폐기물, 농·수산물 가공공정에서 배출되는 폐기물, 음식물쓰레기, 하수처리 슬러지(Sludge), 폐기물매립장침출수 중에서 한 종류의 유기물농도와 함수율이 높은 유기성 폐기물의 처리에 있어서, The present invention is a wastewater, food waste, sewage treatment sludge, waste landfill, wastewater, slaughterhouse waste, food processing plant waste, agricultural and aquatic product processing process, high concentration of organic matter discharged from industrial waste, livestock manure In the treatment of organic waste with high concentration of water and one type of organic matter in leachate,
상기 유기성 폐기물이 저장조에 유입되면, 파쇄 및 이물질을 선별한 다음, 1차 탈수공정에서 탈수하여 탈수케이크는 혐기성 소화공정, 퇴비화공정 또는 액비화공정으로 보내고, 1차 탈수공정의 탈수 여액은 석탄회와 칼슘 함유광물을 혼합한 혼합물 또는 칼슘 함유광물과 반응 후 중화처리한 것을 2차 탈수공정으로 보내어 탈수된 탈수케이크는 혐기성 소화공정, 퇴비화공정 또는 액비화공정으로 보내고, 탈수 여액은 1차 호기성 생물학처리공정으로 보내거나, 또는, 상기 유기성 폐기물이 저장조에 유입되면, 1차 탈수공정을 생략하고, 파쇄 및 이물질을 선별한 유기성 폐기물에 석탄회와 칼슘 함유광물을 혼합한 혼합물 또는 칼슘 함유광물과 반응 후 중화처리한 것을 2차 탈수공정으로 보내어 탈수된 탈수케이크는 혐기성 소화공정, 퇴비화공정 또는 액비화공정으로 보내고, 2차 탈수공정의 탈수 여액은 1차 호기성 생물학처리공정으로 보내는 전처리단계와, When the organic waste flows into the storage tank, the crushing and foreign substances are sorted, and then dehydrated in the first dehydration process, and the dehydration cake is sent to anaerobic digestion, composting or liquefaction, and the dewatering filtrate of the first dehydration process is coal ash and calcium. After reacting with the mixture containing minerals or minerals containing calcium, neutralization is sent to the secondary dehydration process, and the dehydrated cake is sent to the anaerobic digestion, composting or liquefaction process, and the dehydration filtrate is the first aerobic biological treatment process. Or, if the organic waste is introduced into the storage tank, the first dehydration step is skipped, and the organic waste from which crushed and debris is sorted is mixed with coal ash and calcium-containing minerals or neutralized after the reaction with calcium-containing minerals. Dehydrated cake by sending it to the second dehydration process, anaerobic digestion process, composting process or liquid A pretreatment step sent to the sparking process, and the dehydration filtrate of the second dewatering process is sent to the first aerobic biological treatment process;
상기 2차 탈수공정의 탈수 여액을 1차 호기성 생물학처리공정으로 보내거나, 또는 물의 개질 처리 후 1차 호기성 생물학처리공정으로 보내어 1차 호기성 생물학처리수는 2차 호기성 생물학처리공정으로 보내는 1차 호기성 생물학처리단계와, Send the dewatered filtrate of the second dehydration process to the first aerobic biological treatment process, or send the first aerobic biological treatment water to the second aerobic biological treatment process after the water reforming treatment to the first aerobic biological treatment process Biological processing steps,
상기 1차 호기성 생물학처리수는 2차 호기성 생물학처리공정에서 처리한 2차 호기성 생물학처리수는 방류하거나, 또는 최종폐수처리공정의 산화·살균조로 보내는 2차 호기성 생물학처리단계와,The first aerobic biological treatment water is a second aerobic biological treatment water treated in the second aerobic biological treatment process is discharged or the second aerobic biological treatment step to send to the oxidation and sterilization tank of the final waste water treatment process,
상기 2차 호기성 생물학처리수는 산화·살균처리, 중화처리, 응집·침전처리, 여과처리를 순차적으로 처리하여 방류하는 최종폐수처리단계와,The second aerobic biological treatment water is the final wastewater treatment step of effluent is sequentially treated by oxidation / sterilization treatment, neutralization treatment, flocculation / sedimentation treatment, filtration treatment, and
상기 전처리단계의 1차, 2차 탈수공정에서 탈수된 탈수케이크를 액화처리, 혐기성 소화처리, 마그네슘염반응, 중화처리, 응집·침전처리, 탈수처리를 순차적으로 처리하여 처리된 혐기성 소화처리수를 1차 호기성 생물학처리공정으로 보내는 혐기성 소화처리단계와,The anaerobic digestion water treated by the liquefaction, anaerobic digestion, magnesium salt reaction, neutralization, flocculation, sedimentation, and dehydration treatment was sequentially treated in the first and second dehydration processes of the pretreatment step. Anaerobic digestion step sent to the first aerobic biological process,
상기 전처리단계의 1차, 2차 탈수공정에서 탈수된 탈수케이크를 액화처리, 액비화처리를 순차적으로 하여 액비를 만드는 액비화단계와,A liquefaction step of liquefaction and liquefaction of the dehydrated cake dehydrated in the first and second dehydration processes of the pretreatment step to make a liquid ratio;
상기 1차, 2차 탈수공정에서 탈수된 탈수케이크, 혐기성 소화처리단계의 탈수공정에서 배출되는 탈수케이크, 액비화단계의 탈수공정에서 배출되는 탈수케이크에 수분조절제(팽윤제), 토양개량제를 주입하여 혼화처리한 것을 발효·숙성하여 완숙퇴비를 만드는 퇴비화단계와,The dehydration cake dehydrated in the first and second dehydration process, the dehydration cake discharged from the dehydration process of the anaerobic digestion step, the dehydration cake discharged from the dehydration process of the liquefaction step by injecting a moisture control agent (swelling agent), soil improving agent A composting step of fermenting and maturing the mixed treatment to make ripe compost,
상기 각 처리공정에서 악취가 발생하는 지점에서 악취물질을 포집하여 생물학탈취처리, 화학적 탈취처리를 순차적으로 처리하여 탈취처리를 하는 탈취처리단계로 이루어진 것에 특징이 있다.It is characterized in that the deodorizing treatment step of deodorizing treatment by sequentially processing biological deodorization treatment, chemical deodorization treatment by collecting the malodorous substance at the point where the odor occurs in each treatment process.
본 발명은 유기물농도와 함수율이 높은 유기성 폐기물을 석탄회와 칼슘함유광물의 혼합물 또는 칼슘함유광물을 반응시켜 액상의 고급지방산, 수용성 유기물, 염분을 고형화한 다음, 탈수처리를 하였을 때는 탈수 여액은 유기물농도(BOD 및 COD)가 낮아 호기성 생물학처리를 하였을 때 배출기준치 이하로 고도처리를 할 수 있는 효과가 있으면서, 탈수케이크는 용량이 감소 되어 혐기성 발효처리, 액비화처리 또는 퇴비화에서 시설비와 운전비용이 저렴한 효과가 있기 때문에 유기성 폐기물처리에 널리 이용될 것으로 기대된다.The present invention solidifies liquid fatty acids, water-soluble organics, and salts by reacting organic wastes with high moisture content and organic wastes with coal ash and a mixture of calcium-containing minerals or calcium-containing minerals. Low abundance (BOD and COD) has the effect of being able to perform advanced treatment below the emission standard when aerobic biological treatment is performed, while dehydrated cake has a reduced capacity, so the cost of facility and operation is lower in anaerobic fermentation, liquefaction, or composting. It is expected to be widely used for organic waste treatment.
도 1은 유기성 폐기물처리공정도
도 2는 전처리단계공정도
도 3은 1차 호기성 생물학처리단계공정도
도 4는 2차 호기성 생물학처리단계 및 최종폐수처리단계공정도
도 5는 혐기성 소화처리단계공정도
도 6은 액비화단계공정도
도 7은 퇴비화단계공정도
도 8은 탈취처리단계공정도1 is an organic waste treatment process diagram
2 is a pretreatment step flow chart
Figure 3 is a first aerobic biological process step flow chart
Figure 4 is a second aerobic biological treatment step and final wastewater treatment step process diagram
5 is anaerobic digestion process step chart
6 is a liquefaction step process chart
7 is a composting process chart
8 is a deodorizing treatment step process diagram
본 발명은 인분, 축산분뇨, 산업공장에서 배출되는 유기물농도가 높은 폐수, 도축공장폐기물, 식품가공공장폐기물, 농·수산물 가공공정에서 배출되는 폐기물, 음식물쓰레기, 하수처리 슬러지(Sludge), 폐기물매립장침출수 중에서 한 종류의 유기물농도와 함수율이 높은 유기성 폐기물을 처리하는 방법에 관한 것으로, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명에서 혼합의 비율을 나타내는 "부"는 특별한 언급이 없는 한 "중량부"를 의미한다.
The present invention is a wastewater, food waste, sewage treatment sludge, waste landfill, wastewater, slaughterhouse waste, food processing plant waste, agricultural and aquatic product processing process, high concentration of organic matter discharged from industrial waste, livestock manure The present invention relates to a method for treating organic waste having a high concentration of one organic matter and a water content in leachate, which will be described in detail with reference to the accompanying drawings. And in the present invention, "parts" indicating the ratio of mixing means "parts by weight" unless otherwise specified.
Ⅰ. 전처리단계Ⅰ. Pretreatment stage
1. 파쇄 및 이물질선별공정1. Crushing and foreign material selection process
인분, 축산분뇨, 산업공장에서 배출되는 유기물농도가 높은 폐수, 도축공장폐기물, 식품가공공장폐기물, 농·수산물 가공공정에서 배출되는 폐기물, 음식물쓰레기, 하수처리 슬러지(Sludge), 폐기물매립장침출수 중에서 한 종류의 유기물농도와 함수율이 높은 유기성 폐기물이 유기성 폐기물 저장조에 유입되면 대형물질의 파쇄처리와 이물질을 선별한 다음, 칼슘광물과 석탄회(石炭灰)와 반응조(100)로 보내거나, 또는 탈수공정으로 보낸다.
One of the effluent, livestock manure, wastewater with high organic concentration from industrial plants, slaughterhouse waste, food processing plant waste, wastes from agricultural and aquatic product processing, food waste, sludge, landfill leachate When organic wastes with high concentrations of organic matter and high moisture content flow into the organic waste storage tanks, they are shredded and screened with foreign materials, and then sent to calcium minerals, coal ash and
2. 1차 탈수공정2. Primary dewatering process
파쇄 및 이물질선별공정에서 파쇄 및 이물질을 제거한 유기성 폐기물은, 탈수된 케이크를 퇴비화는 하는 경우는 1차 탈수공정으로 보내어 탈수된 케이크를 퇴비화공정으로 보내는 것이 바람직하고, 탈수 여액은 유기성 폐기물 반응조(100)로 보낸다. 이때 탈수된 케이크는 액비화공정이나 혐기성 소화공정으로 보내어도 상관은 없다.In the case of composting the dehydrated cake, the organic waste removed from the shredding and debris sorting process is preferably sent to the first dehydration step and the dehydrated cake is sent to the composting step. Send to). The dehydrated cake can be sent to the liquefaction process or anaerobic digestion process.
그리고 음식물쓰레기, 식품공장배출 폐기물과 같이 염분농도가 높은 유기성 폐기물은, 탈수된 케이크는 퇴비화 경우 염해를 야기할 수 있기 때문에 혐기성 발효공정으로 보내어 처리하는 것이 바람직하다.In addition, organic waste having a high salt concentration, such as food waste and food factory discharge waste, is preferably sent to an anaerobic fermentation process because dehydrated cakes may cause salt damage when composted.
탈수처리 효율은 다소 떨어지더라도 경비절감을 위해서는 본 1차 탈수공정을 생략하고, 대형물질의 파쇄처리와 이물질을 선별한 유기성 폐기물을 칼슘광물과 석탄회와 반응공정으로 보내어 처리할 수도 있다.Although the efficiency of dehydration is somewhat reduced, this primary dehydration process can be omitted for cost reduction, and organic wastes from the crushing treatment of large substances and selected foreign substances can be sent to calcium minerals, coal ash and reaction processes for treatment.
상기 1차 탈수공정의 탈수기는, 원심탈수기(Centrifugal dehydrator), 스크루 프레스(Screw press), 진공탈수기(Vacuum dehydrator), 프레코팅 진공탈수기(Pre-coat vacuum filter), 압착식 필터 프레스(Filter press), 벨트 프레스(Belt press), 진동스크린(Vibrating screen) 또는 회전식 트롬멜 스크린(Trommel screen) 중에서 한 종류를 선택하여 사용할 수 있으며, 상기 1차 탈수공정의 탈수기는, 스크루 프레스(Screw press)를 사용하는 것이 바람직하지만, 본 발명에서 탈수기 종류는 특별히 제한하지는 않는다.
The dehydrator of the primary dehydration process, a centrifugal dehydrator, screw press, vacuum dehydrator, pre-coat vacuum filter, filter press , Belt press, Vibrating screen or rotating trommel screen can be selected and used. The dehydrator of the first dehydration process, using a screw press (Screw press) It is preferable to, but the type of dehydrator in the present invention is not particularly limited.
2. 칼슘광물과 석탄회와 반응공정2. Calcium mineral and coal ash and reaction process
음식물쓰레기, 식품가공공장폐기물과 같이 염분(鹽分)과 고급지방산(Higher fatty acid) 높은 유기성 폐기물은 생물학적 분해가 어려우면서 퇴비화 경우 염해의 문제가 있기 때문에 우선 염분과 고급지방산을 제거할 필요가 있다.Organic wastes with high salinity and higher fatty acids, such as food waste and food processing plant waste, are difficult to biodegrade and have a salt problem when composted. Therefore, it is necessary to first remove salts and higher fatty acids.
본 발명의 발명자는 예의(銳意) 검토한 결과 칼슘광물과 석탄회 혼합물과 반응하면 염분, 고급지방산, 유기물이 동시에 물에 불용성 고형물질로 전환되는 것을 알게 되었다.The inventors of the present invention have studied diligently and found that salts, higher fatty acids, and organic substances are simultaneously converted into water-insoluble solid substances when reacted with calcium mineral and coal ash mixtures.
대부분 유기성 폐기물에는 스테아르산(Stearic acid), 올레산(Oleic acid), 리놀산(Linolic acid), 리놀렌산(Linolenic acid), 팔미트산(Palmitic acid)과 같은 고급지방산이 함유되어 있으며, 이와 같은 고급지방산을 다량 함유한 폐수나 폐액(廢液)을 생물학적 폐수처리공정에 공급되었을 때는 미생물 플록(Microbial floc)을 응집하고, 피막을 형성하여 산소공급 등이 여의치 않게 되면서 대사활동을 저해하여 처리효율을 급격히 감소시키는 문제가 있기 때문에 반드시 제거할 필요가 있다.Most organic wastes contain higher fatty acids such as stearic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, and palmitic acid. When a large amount of wastewater or wastewater is supplied to a biological wastewater treatment process, the microbial floc is aggregated and a film is formed to inhibit the metabolic activity. There is a problem with this, so it must be removed.
그리고 음식물쓰레기, 식품가공공장폐기물과 같은 유기성 폐기물은 고급지방산의 함량도 높을 뿐만 아니라, 염분(NaCl)의 농도가 높아 탈수 여액인 폐액(폐수)의 생물학적 처리시에 효율이 떨어질 뿐만 아니라, 탈수케이크를 퇴비화의 경우도 농작물에 염해(鹽害)를 야기(惹起) 시키기 때문에 고급지방산과 염분을 함께 제거할 필요가 있다.
In addition, organic wastes such as food waste and food waste are not only high in the content of high fatty acids, but also have high salt concentrations (NaCl), making them less efficient during biological treatment of wastewater (wastewater), which is a dehydrated filtrate. In the case of composting also causes harm to the crops (惹起), it is necessary to remove the higher fatty acids and salts together.
가. 고급지방산과 유기물농도가 높은 유기성 폐기물의 경우end. Organic wastes with high fatty acid and high organic concentration
고급지방산과 유기물농도가 높은 유기성 폐기물의 경우는, 활성화칼슘(반응성 칼슘) 함량이 높은 소석회(消石灰), 생석회(生石灰), 소성 백운석(Calcined dolomite), 소성 패각 칼슘, 소성 해조칼슘, 소성 산호분말, 소성 우골분말 중에서 한 종류의 칼슘함유광물과 유기성 폐기물을 함께 반응조(100)에 공급하고, 반응조교반기(101)로 교반하면서 반응을 하면, 다음 반응식 ⑴에서와 같이 물에 불용성인 고급지방산칼슘염이 생성된다.For organic wastes with high fatty acid and high organic matter concentration, hydrated lime, quicklime, calcined dolomite, calcined dolomite, calcined algae calcium and calcined coral powder with high activated calcium (reactive calcium) content When one kind of calcium-containing mineral and organic waste of calcined right bone powder are supplied to the
고급지방산 + 칼슘 → 고급지방산칼슘염(물에 불용성) …………⑴
Higher fatty acid + calcium → higher fatty acid calcium salt (insoluble in water) ... ... ... ⑴
나. 염분, 고급지방산과 유기물농도가 높은 유기성 폐기물의 경우I. For organic wastes with high salt, high fatty acid and organic concentration
음식물쓰레기, 식품가공공장폐기물과 같이 염분, 고급지방산, 유기물농도가 높은 유기성 폐기물은 석탄회와 상기 칼슘 함유광물의 혼합물을 유기성 폐기물을 함께 반응조(100)에 공급하고, 반응조교반기(101)로 교반하면서 반응을 하면, 고급지방산은 상기 반응식 ⑴에서와 같은 반응에 의해서 물에 불용성인 고급지방산칼슘염의 형태로 된다.Organic wastes having high salt, high fatty acid and organic concentration, such as food waste and food processing plant wastes, are fed coal ash and a mixture of the calcium-containing minerals together with the organic waste to the
그리고 염분(NaCl)은 알루미노규산염(Aluminosilicate) 광물인 화산회토(火山灰土)나 석탄회(石炭灰)와 칼슘함유광물과 반응하면 프리델염(Friedel's salt)과 같은 물에 불용성인 무기재료고화체(無機材料固化體)로 되면서 염분이 고정화되어 수중의 염분이 제거된다.Salt (NaCl) is an inorganic material solid insoluble in water such as Friedel's salt when reacted with aluminosilicate mineral volcanic ash, coal ash and calcium-containing minerals. As it turns into salt, the salt is fixed and the salt in the water is removed.
본 발명의 발명자는 알루미노규산염 토양인 화산회토 지역에 해일(海溢) 등에 의해서 해수(海水)가 유입되었을 때 화산회토에 염분이 무기재료고화체로 흡착되는 현상을 알게 되었으며, 화산회토와 유사한 석탄회와 칼슘함유광물의 혼합물을 염수와 반응을 하였을 때도 프리델염(Friedel's salt)과 같은 무기재료고화체(無機材料固化體)로 되면서 염분이 고정화되어 수중의 염분이 제거되는 현상을 알게 되었으며, 이때 반응은 다음 반응식 ⑵ 및 ⑶의 반응에 의해서 수중의 염분이 제거되는 것으로 추정된다.The inventors of the present invention have found that salts are adsorbed into volcanic ash as inorganic material solids when seawater is introduced into the volcanic ash area, which is aluminosilicate soil, and is similar to volcanic ash. When the mixture of minerals and calcium-containing minerals were reacted with brine, it became inorganic solids such as Friedel's salt, and the salts were immobilized to remove salts in the water. It is estimated that the salt in water is removed by the reactions of Schemes VII and VII below.
M-Ca + 2NaCl → M-2Na + CaCl2 ……………………………………………⑵M-Ca + 2NaCl-> M-2Na + CaCl 2 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ⑵
여기서 M는 광물의 본체이다.Where M is the body of the mineral.
3CaO + Al2O3 + xCaCl2 + yH2O → 3CaO·Al2O3·xCaCl2·yH2O ……………⑶ 3CaO + Al 2 O 3 + xCaCl 2 + yH 2 O → 3CaO · Al 2 O 3 · xCaCl 2 · yH 2 O ... ... ... ... ... ⑶
상기 반응식 ⑶의 프리델염(Friedel's salt, 3CaO·Al2O3·xCaCl2·yH2O)은 0℃ 미만에서는 3CaO·Al2O3·3CaCl2·30H2O가 안정상(安定相)이며, 0∼28℃에서는 3CaO·Al2O3·CaCl2·10H2O가 안정상이며, 28∼200℃에서는 3CaO·Al2O3·CaCl2·10H2O가 안정상이며, 200∼500℃에서는 3CaO·Al2O3·CaCl2·6H2O가 안정상이며, 500℃를 넘으면 3CaO·Al2O3·CaCl2·H2O가 안정상인 것으로 알려 저 있다.Friedel salt of Scheme ⑶ (Friedel's salt, 3CaO · Al 2 O 3 · xCaCl 2 · yH 2 O) is less than 0 ℃ 3CaO · Al 2 O 3 · 3CaCl 2 · 30H 2 O that is not normal (安定相) in 0~28 ℃ 3CaO · Al 2 O 3 · CaCl 2 · 10H 2 O is not the top, in the 28~200 ℃ 3CaO · Al 2 O 3 · CaCl 2 · 10H 2 O is not a top, 200 to 500 in ℃ is not a 3CaO · Al 2 O 3 · CaCl 2 · 6H 2 O top, more than 500 ℃ is known that the stability merchant 3CaO · Al 2 O 3 · CaCl 2 · H 2 O.
상기한 바와 같이 화산회토 또는 석탄회에 칼슘함유광물을 CaO/Al2O3의 몰(Mole) 비를 3∼4의 비율로 혼합조(104)에 주입하고, 혼합조 믹서(105)로 혼합한 것을 로터리 피더(107)에 의해서 반응조(100)에 공급한다. 여기서 혼합조(104) 상부에는 분진발생을 방지하기 위해서 백 필터(Bag filter, 106)를 설치해야 한다.
As described above, a calcium-containing mineral is added to the
3. 중화공정3. Neutralization process
유기성 폐기물이 석탄회와 칼슘광물 혼합물, 또는 칼슘함유광물과 반응을 하면 pH가 알칼리성이 되기 때문에 중화조(102)로 보내어 중화조교반기(103)로 교반하면서 10∼20wt%의 황산(H2SO4) 수용액을 주입하여 pH를 6.5∼7.5 범위로 중화처리한 것을 전처리 된 유기성 폐기물 저장조(108)로 보낸다.
When organic waste reacts with coal ash and calcium mineral mixture, or calcium-containing minerals, the pH becomes alkaline, so it is sent to the
4. 2차 탈수공정 4. Second dehydration process
전처리 된 유기성 폐기물 저장조(108) 유입된 것은 2차 탈수공정공급펌프(109)로 2차 탈수공정으로 보내어, 탈수된 케이크는 퇴비화공정, 액비화공정 또는 혐기성 소화공정으로 보내고, 탈수 여액은 1차 호기성 생물학처리단계의 집수조(200)로 보낸다.The pretreated organic
상기 2차 탈수공정의 탈수기도, 원심탈수기, 스크루 프레스, 진공탈수기, 프레코팅 진공탈수기, 압착식 필터 프레스, 벨트 프레스, 진동스크린 또는 회전식 트롬멜 스크린 중에서 한 종류를 선택하여 사용할 수 있으며, 2차 탈수공정의 탈수기는, 압착식 필터 프레스를 사용하는 것이 바람직하지만, 탈수기 종류는 특별히 제한하지는 않는다.The dehydrator of the secondary dehydration process, centrifugal dehydrator, screw press, vacuum dehydrator, pre-coated vacuum dehydrator, compression filter press, belt press, vibrating screen or rotary trommel screen can be selected and used one, Although the dehydrator of a dehydration process uses a crimping filter press, the kind of dehydrator is not specifically limited.
음식물쓰레기 120∼150톤/일을 스크루 프레스(Screw press)로 탈수케이크 6∼7.5톤/일은 퇴비화하고, 탈수 여액 114∼142.5톤/일은 해양 투기하는 업체의 탈수 여액을 분석한 결과는 다음 표2의 내용과 같았다.Dehydration cakes from 120 to 150 tons / day of food waste were composted with screw presses and 6 to 7.5 tons / day of dewatering cakes, and 114 to 142.5 tons / day of dewatering filtrates were analyzed. It was like
(㎎/ℓ)BOD 5
(Mg / l)
(㎎/ℓ)COD Mn
(Mg / l)
(㎎/ℓ)TN
(Mg / l)
(㎎/ℓ)TP
(Mg / l)
(㎳/㎝)Electrical conductivity
(㎳ / cm)
상기 표1의 음식물쓰레기 탈수 여액 100㎏×3개에 석탄회와 소석회를 CaO/Al2O3 몰 조성비를 3.5의 비율로 혼합한 것 5㎏, 8㎏, 10㎏로 각각 주입하고, 프로펠러 형(Propeller type) 교반기(Agitator)로 360rpm의 회전속도로 1시간 동안 교반후 20wt% 황산수용액으로 pH 7.5로 각각 중화처리 후 실험실용 진공여과기로 2차 탈수한 탈수 여액의 성분을 분석한 결과는 다음 표2의 내용과 같았다. 100 kg x 3 food waste dehydration filtrates of Table 1 were mixed with 5 kg, 8 kg, and 10 kg of CaO / Al 2 O 3 molar composition ratios of 3.5 parts of coal ash and slaked lime, respectively. Propeller type) After stirring for 1 hour at a rotation speed of 360rpm with an agitator, neutralizing the solution to pH 7.5 with 20wt% sulfuric acid solution and analyzing the components of the dehydrated filtrate which was dehydrated secondly with a laboratory vacuum filter. It was same as contents of 2.
(㎎/ℓ)BOD 5
(Mg / l)
(㎎/ℓ)COD Mn
(Mg / l)
(㎎/ℓ)TN
(Mg / l)
(㎎/ℓ)TP
(Mg / l)
(㎳/㎝)Electrical conductivity
(㎳ / cm)
상기 표2의 내용에서 보는 바와 같이 BOD, COD, T-P, T-P와 같이 유기물질에 기인하는 오염물질이, 석탄회와 소석회의 혼합물을 유기성 폐기물에 5wt% 이상 반응시키면 처리효율이 아주 높은 것을 알 수 있으며, 염분의 제거도 해수에 함유된 염분의 농도(해수의 전기전도도, 53㎳/㎝)보다 조금 낮게 존재하는 것이 1wt% 이하로 염분이 제거되는 것을 알 수 있다.
As shown in Table 2, it can be seen that contaminants caused by organic substances such as BOD, COD, TP, and TP react with a mixture of coal ash and slaked lime at 5 wt% or more to organic waste, and thus the treatment efficiency is very high. It can be seen that the salinity is removed to less than 1wt% that the salinity is also slightly lower than the concentration of the salinity contained in the seawater (the electrical conductivity of seawater, 53 kW / cm).
Ⅱ. 1차 호기성 생물학처리단계Ⅱ. First Aerobic Biological Process
상기 전처리단계의 2차 탈수공정에서 탈수된 탈수 여액, 퇴비화단계의 침출수, 액비화단계의 3차 탈수공정에서 배출되는 탈수 여액(이하 이들 탈수 여액과 침출수를 일괄하여 '폐수'라 한다.)이 집수조(200)에 공급되면, 폐수의 핵자기공명(Nuclear magnetic resonance, NMR) 17O-NMR의 반치폭(半値幅) 값이 90㎐ 이상 되는 경우는 정전압처리(靜電壓處理, 靜電氣處理이라 하기도 함.)와 자화처리(磁化處理)에 의한 개질처리(改質處理)를 한 다음, 1차 호기성 생물학처리공정으로 보내어 처리를 하고, 폐수의 핵자기공명(核磁氣共鳴) 17O-NMR의 반치폭 값이 90㎐ 이하인 경우는 상기 개질처리를 생략하고 전처리단계의 2차 탈수공정에서 탈수된 탈수 여액, 퇴비화단계의 침출수, 액비화단계의 3차 탈수공정에서 배출되는 탈수 여액인 폐수를 1차 호기성 생물학처리공정으로 보내어 처리한다.
The dewatering filtrate dehydrated in the second dehydration step of the pretreatment step, the leachate in the composting step, and the dewatering filtrate discharged in the third dehydration step of the liquefaction step (hereinafter, these dewatering filtrates and leachate are collectively referred to as 'waste water'). When supplied to (200), when the half magnetic width value of the nuclear magnetic resonance (NMR) 17 O-NMR of the wastewater is 90 kΩ or more, it is also referred to as constant voltage treatment. .) And reforming by magnetization, then sent to the first aerobic biological process for treatment, and the nuclear magnetic resonance of the wastewater 17 half-width of O-NMR. If the value is less than 90㎐, the aerobic biology is omitted. With processing Processes taking.
1. 물의 개질처리공정1. Water reforming process
본 발명에서는 폐수의 핵자기공명 17O-NMR의 반치폭 값이 90㎐ 이상인 경우는 정전압처리와 자화처리에 의해서 폐수를 개질처리하여 1차 및 2차 호기성 생물학처리공정에서 처리효율이 향상되도록 한다.In the present invention, when the half width value of the nuclear magnetic resonance 17 O-NMR of the wastewater is 90 kΩ or more, the wastewater is reformed by constant voltage treatment and magnetization to improve the treatment efficiency in the first and second aerobic biological treatment processes.
물의 개질처리는 폐수 집수조(200) 하부에 내식성이 우수한 강판(鋼板)을 설치하고, 집수조(200) 내부에는 전도도(電導度)가 높은 목탄(木炭) 또는 활성탄(活性炭)을 충전(充塡)한 내식성이 우수한 철망 전극(202)을 하부 강판과 접촉되지 않게 설치한다. 그리고 강판은 땅에 접지(204h)한다.In the reforming of water, a steel plate having excellent corrosion resistance is installed under the
상기 전처리단계의 2차 탈수공정에서 탈수된 탈수 여액, 퇴비화단계의 침출수, 액비화단계의 3차 탈수공정에서 배출되는 탈수 여액인 폐수가 폐수 집수조(200)에 공급되면, 정전압발생장치(204)의 변압기(204a)로부터 고압의 교류 정전압(靜電壓)을 철망 전극(202)에 3,000∼5,000볼트(Volt)의 전압을 인가(印加)하여 정전압처리(靜電壓處理)를 하면, 철망 전극(202)을 중심으로 +와 -의 정전장(靜電場)을 교대로 반복해서 4∼10시간 동안 인가하면, 이로 인하여 물 분자 자체가 진동ㆍ회전을 되풀이하면서 1차 개질처리된 폐수를 폐수 이송펌프(203)로 도전관(導電管)에 감은 코일(Coil)에 0.5∼5볼트(Volt) 범위의 교류 또는 직류의 저전압(低電壓)을 인가한 정전압도전관(靜電壓導電管)의 자화기(205)로 보내어 자화처리를 하여 2차 개질처리한 폐수를 1차 폭기조(206)에 공급한다. When the dewatered filtrate dehydrated in the second dehydration process of the pretreatment step, the leachate of the composting step, the wastewater which is a dewatered filtrate discharged from the third dehydration process of the liquefaction step is supplied to the
폐수가 폐수 집수조(200)에 공급되면, 정전압발생장치(靜電壓發生裝置: 204)의 변압기(204a)의 2차 코일(204e)의 출력선(204g)을 폐수 집수조(200) 내부에 설치된 철망 전극(202)에 연결하고, 인입 전원을 100∼220볼트(Volt), 주파수 50∼60㎐의 교류 전원을 인가하고, 전압조정기(204b)를 조정하여 정전압발생장치(204)의 전압을 1,200∼5,000볼트(Volt), 전류를 10∼150㎂의 정전압을 4∼10시간 동안 인가하면서 정전유도처리를 하면 표면장력이 떨어져 침투력이 우수한 물로 개질처리된다. When the wastewater is supplied to the
정전압발생장치(204)의 변압기(204a)는 철심(204d), 1차 코일(204c), 2차 코일(204e), 2차 코일(204e)의 출력선(204g), 2차 코일(204e)의 절연처리 단말(204f)로 구성되어 있으며, 전압조정기(204b)는 1차 코일(204c)에 접속하며, 2차 코일(204e)의 출력선(204g)은 폐수 집수조(200)의 철망 전극(202)에 접속한다.The transformer 204a of the
폐수를 폐수 집수조(200)에 공급하고, 정전압발생장치(204) 변압기(204a)의 2차 코일(204e)의 출력선(204g)을 접속하는 것과 동시에, 2차 코일(204e)의 절연처리 단말(204f)을 변압기(204a) 내의 절연물 안에 절연상태로 하고, 폐수 집수조(200) 하부에 설치된 강판(導體: 201)도 접지(204h) 처리한다. The wastewater is supplied to the
변압기(204a) 내의 고압 측 2차 코일(204e)의 일단인 절연처리 단말(204f)을 변압기(204a) 내의 절연물 안에서 절연상태로 한 콘덴서(C2)를 형성하는 것과 동시에, 폐수 집수조(200)에 하부에 설치된 강판(201)과 접속하여 콘덴서(C1)를 형성하며, 그 결과, 출력선(204g)과 접지(204h) 간의 전압은 250∼3,200볼트(Volt), 전류는 10∼150㎂의 미약 전류가 되므로 접지상태에서는 사람이 폐수 집수조(200)에 접촉하여도 위험성은 없다.At the same time as forming the capacitor C 2 insulated from the insulation terminal 204f of the high voltage side secondary coil 204e in the transformer 204a in the insulator in the transformer 204a, the
정전유도는 전기적으로 중성인 물질에 대전한 대전체에 접근하면 대전체에 가까운 물질의 표면에 대전체와는 반대의 극성을 가지는 전하가 나타나 먼 쪽의 대전체와 같은 전하가 나타난다. 또, 대전체가 아니고 외부에 전기장이 존재하는 경우에서도 외부전하와 반대의 전하가 나타난다. 이때 나타나는 전하를 유도전하(誘導電荷)라고 하며, 중성물질은 유도 전하를 가지게 되어 접촉하고 있지 않은 외부의 전기작용에 의해서 물질에 전하가 유도되어 +전하와 -전하가 분극(分極)하는 현상이 일어나며, 이 현상을 정전유도를 받고 있다고 하며, 이 현상을 응용하여 물질에 교류전압을 인가하면 물질의 분자에 회전과 진동이 가해져 분자의 이합집산을 촉진하면서 물질에 물리적인 특성을 변화시키는 것을 정전유도처리(靜電誘導處理)라고 한다.In electrostatic induction, when a charged material is charged to an electrically neutral material, a charge having a polarity opposite to that of the charged material appears on the surface of the material close to the charged material, and the same charge as the far charged material appears. In addition, even when an electric field exists outside of the charging body, a charge opposite to the external charge appears. The charges appearing at this time are called induced charges. Neutral materials have induced charges, and charges are induced in the material by external electrical action that is not in contact, resulting in polarization of positive and negative charges. This phenomenon is said to be subjected to electrostatic induction, and applying this phenomenon to applying alternating current voltage to a material, rotation and vibration are applied to the molecule of the material, which promotes the dimerization of molecules and changes the physical properties of the material. It's called treatment.
다시 말해서, 본 발명은, 정전압발생장치(204)의 변압기(204a)는 성층(成層)의 철심(204d)을 이용한 외철원형 코일 변압기 타입의 것이며, 변압기(204a)의 1차 측 회로의 1차 코일(204c)을 전압조정기(204b)를 개입시켜 교류 전원에 접속하여 변압기(204a)의 2차 측 회로의 2차 코일(204e) 1단의 절연처리 단말(204f)을 변압기(204a) 내의 절연물 안에서 절연처리한 것과 동시에 2차 측 회로의 2차 코일(204e)의 출력선(204g)을 폐수 집수조(200) 내부에 설치된 철망전극(202)에 250∼3,200볼트(Volt)의 전압과 10∼150㎂의 전류를 흐르게 하여 정전유도처리를 하면 폐수 집수조(200)에 주입된 폐수의 물 분자집단이 소집단화(小集團化)되면서 표면장력이 적어져 침투성이 좋아져 생물학처리 공정에서 미생물의 생육을 활발하게 한다.In other words, according to the present invention, the transformer 204a of the
변압기(204a)는, 철심(204d)의 중앙부에 통 모양의 절연 필름을 끼워 넣고, 다시 절연 필름의 외주 면에 1차 코일(204c)과 2차 코일(204e)을 감고, 1차 코일(204c)은 예를 들어 직경 0.6㎜의 폴리에스테르(Polyester)로 피복한 동선을 사용하여 220∼240권으로 하고, 2차 코일(204e)은, 예를 들어 직경 0.09㎜의 에나멜로 피복 한 동선을 사용하여 40,000회권으로 하지만, 이 2차 코일(204e)의 40,000회 중, 제1의 2차 코일(204e)을 22,000회권으로 하고, 제2의 2차 코일(204e)을 18,000회권으로 하여도 좋고, 이러한 동선코일의 직경, 종류와 동선의 권수 등은 폐수 집수조(200)의 용량과 처리시간, 인가전압 등의 조건에 따라서 결정을 한다.The transformer 204a inserts a cylindrical insulating film into the center of the
통상의 경우, 이러한 동선코일(Coil)은 0.03∼3㎜의 것을 이용할 수 있으며, 동선의 종류는 폴리에스테르이나 에나멜로 피복 한 동선을 사용하여 동선코일의 권수는 1차 코일(204c)은 200∼250회권으로 하고, 2차 코일(204e)은 28,000∼40,000회권으로 하거나 2차 코일(204e) 내에서 제1의 2차 코일(204e)을 16,800∼22,000권으로 하고, 제2의 2차 코일(204e)을 11,200∼18,000권으로 해도 좋다. In general, such a copper coil may be used in the range of 0.03 to 3 mm, and the copper wire may be formed using polyester or enamel coated copper wire, and the number of turns of the copper wire coil may be 200 to 200 mm. The second coil 204e is set to 28,000 to 40,000 passes, or the first secondary coil 204e is set to 16,800 to 22,000 turns within the secondary coil 204e, and the second secondary coil ( 204e) may be 11,200 to 18,000 volumes.
2차 코일(204e)의 절연처리 단말(204f)은 변압기(204a) 내에 있고, 그 첨단 부분을 절연 테이프로 감은 후, 타르 피치(Tar pitch) 등의 절연물을 변압기(204a) 내에 충전해서 2차 코일(204e)의 절연처리 단말(204f)을 가려 싸도록 해서 절연하지만, 절연물은 타르 피치 이외에도 절연유, 불포화폴리에스테르, 폴리우레탄 수지 등도 이용할 수도 있다.The insulated terminal 204f of the secondary coil 204e is in the transformer 204a. After winding the tip of the secondary coil 204e with insulating tape, an insulator such as tar pitch is charged into the transformer 204a to make the secondary. Although the insulation process terminal 204f of the coil 204e is covered and insulated, insulator can also use insulation oil, unsaturated polyester, a polyurethane resin etc. besides tar pitch.
변압기(204a)에 교류를 흐르게 하여 변압기(204a)의 1차 전압을 전압조정기(204b)로 조작하여 100∼220볼트(Volt)로 조정하면, 2차 측의 2차 코일(204e) 단말 사이에는 12,000∼18,000볼트(Volt)의 전압이 발생하지만, 2차 측 회로에서 2차 코일(204e)의 절연처리 단말(204f)은 절연하고 있으므로, 폐수 집수조(200) 내부에 설치된 철망전극(202)과 출력선(204g)을 접속하고 접지(204h)와 사이에는 3,200∼5,000볼트(Volt)의 전압과 10∼150㎂의 전류가 흐르게 된다. When alternating current flows through the transformer 204a and the primary voltage of the transformer 204a is operated by the
상술한, 2차 측에 발생한 12,000∼18,000볼트(Volt)의 전압이, 폐수 집수조(200)와 접지(204h) 사이에 3,200∼5,000볼트(Volt)의 전압, 10∼150㎂의 전류가 되는 것은 2차 코일(204e)의 절연처리 단말(204f)과 절연체의 저항, 코일의 교류저항회로에 의한 것이다.The above-described voltage of 12,000 to 18,000 Volts generated on the secondary side becomes a voltage of 3,200 to 5,000 Volts and a current of 10 to 150 mA between the
즉, 정전압발생장치(204)의 접지와 폐수 집수조(200)의 접지에 의한 공진 회로를 형성하는 것이며, 2차 코일(204e)의 일단인 절연처리 단말(204f) 부위인 접지(204h)와 2차 코일(204e)의 출력선(204g)을 접지(204h)에 의한 출력전압으로부터의 방전에 의한 공진 주파수에 의해서 정전유도를 일어나게 한다. That is, the resonance circuit is formed by the ground of the
폐수 집수조(200)의 크기, 그리고 충전물을 충전한 철망 전극(202)의 크기에 따라서 폐수 집수조(200)와 접지(204h) 사이의 전압은 3,200∼5,000볼트(Volt)로 변동하며, 전류도 10∼150㎂ 범위로 변화하며, 또한, 입력 전원을 전압조정기(204b)로부터 전압을 조정하는 것에 따라서 전압과 전류를 변동시킬 수 있다.According to the size of the
상술한 바와 같이 교류저항회로에 의해서 발생시킨 폐수 집수조(200)의 전압은 무부하(無負荷) 시에 3,200∼5,000볼트(Volt)이지만, 전류는 10∼150㎂ 범위의 미약한 전류이므로 인체에 대해서 안전하고, 감전이나 화재 등의 트러블(Trouble)을 일으킬 우려는 없으며, 또한, 폐수 집수조(200)에 인가되는 전압과 전류는 조의 충전 용량이나 정전유도처리조건에 따라서 전압조정기(204b)에 의해서 전압을 조정하지만, 통상의 경우는 폐수 집수조(200)와 접지(204h) 간의 전압이 550∼1,600볼트(Volt), 전류는 30∼100㎂ 범위로 하는 것에 의해서 정전유도하면 적절한 교류 전계(電界)를 구성할 수 있다.As described above, the voltage of the
그리고 폐수 집수조(200)에 대해서는, 폐수 집수조(200) 내의 철망 전극(202)이 +전하가 되면, 접지(204h) 측에서는 -전하가 유전(誘電)되며, 반대로 폐수 집수조(200) 내의 철망 전극(202)이 -전하가 되면 접지(204h) 측에서는 +전하가 유전되고, 이후 교류 전원의 주파수에 따라서 폐수 집수조(200)는 1초간에 주파수(50 내지 60회)만큼 +전하와 -전하가 바뀌게 되며, 이것에 따라서 접지(204h) 측의 전하도 유전되어 +전하와 -전하가 바뀌게 된다.As for the
일반적으로 물질은 원자(原子)에 의해 성립되고 있으며, 이 원자는 원자핵과 전자에 의해 구성되고 있으며, 다시 원자핵은 중성자와 양자로 구성되어 있으며, 그리고 원자핵의 주위에는 부(-)의 전하를 가지는 전자가 원운동을 하고 있고, 외부 전계가 작용하지 않는 정상상태에서는 양자의 +전하와 전자의 -전하가 동량으로 안정된 상태로 되어 있으나, 외부에서 높은 전압을 인가하면 이것에 의해서 전자는 한편으로 이동하면서, 또한 양자도 한편으로 이동하기 때문에 원자의 전기적 중심이 일치하지 않게 되어 원자는 한 개의 전기쌍극자(電氣雙極子)를 형성하게 되면서 전하의 밸런스(Balance)에 의해서 내부전계(內部電界)가 발생하면서 분극(分極)을 일으키게 된다. In general, matter is formed by atoms, which are composed of atomic nuclei and electrons, which in turn are composed of neutrons and protons, and have a negative charge around the nucleus. In the normal state in which the electrons are in a circular motion and no external electric field is applied, both positive and negative charges of the electrons are stabilized in the same amount, but when a high voltage is applied from the outside, the electrons move by In addition, since both move on the other hand, the electrical centers of the atoms do not coincide, and the atoms form one electric dipole, and an internal electric field is generated by the balance of charge. While causing polarization.
이와 같은 경우 원자(분자)가 외부전계(外部電界)에 의해서 분극이 되므로 이를 전자분극(電子分極) 혹은 원자분극(原子分極) 이라고 하며, 폐수 집수조(200)에 충전된 폐수에 높은 정전압을 인가하면 모든 분자는 정전유도에 의해서 +전하와 -전하의 교체에 따라서 순응하려고 하지만, 분자 간의 결합력의 강한 것과 약한 것의 차이가 생겨 폐수의 표면장력(表面張力)이 적게 되면서 점성이 적게 되어 침투성이 높은 활성화된 물로 개질처리된다.In this case, since the atom is polarized by an external electric field, this is called electron polarization or atomic polarization, and a high constant voltage is applied to the wastewater charged in the
유입폐수의 핵자기공명(核磁氣共鳴) 17O-NMR 반치폭의 값이 90㎐ 이하이면서 표면장력이 68dyne/㎝이하인 경우와 BOD5 및 CODMn의 농도가 200㎎/ℓ이하로 낮은 경우에는 호기성 생물학처리만으로도 배출기준치 이내로 처리할 수 있기 때문에 상기 물의 개질 공정을 생략하고, 저농도 폐수 집수조(200)의 폐수를 1차 호기성 생물학처리공정의 1차 폭기조(206)에 공급하여 처리를 한다. Nuclear magnetic resonance of influent wastewater 17 O-NMR half-width is 90- or less, surface tension is 68dyne / cm or less, and BOD 5 and COD Mn concentration is lower than 200mg / ℓ. Since the biological treatment can be treated within the discharge standard value, the water reforming process is omitted, and the wastewater of the low concentration
자화기(205)는 합성수지(PVC, PE, 스티렌 수지 등), 에보나이트 (Ebonite), FRP, 베이클라이트(Bakelite)와 같은 절연성 재료의 원통형 도전관에 코일(Coil)을 감은 정전압도전관(靜電壓導電管)에 0.5∼5볼트(Volt) 범위의 교류 또는 직류의 저전압을 인가하면 코일의 내부에는 자기장(磁氣場)이 형성되고, 여기에 유체를 통과하면 유체는 자화처리된다.The
여기서 정전압도전관에 코일(Coil)을 감은 자화기(205) 대신 자속밀도(磁束密度)가 10,000∼15,000가우스(Gauss) 범위로 착자(着磁)된 영구자석 자화기를 사용하여도 된다.
Here, instead of the
2. 1차 호기성 생물학처리공정2. First Aerobic Biological Process
상기 물의 개질처리공정에서 개질처리된 폐수 또는 개질처리를 하지 않은 폐수가 1차 폭기조(206)에 공급되면 송풍기(213)로부터 공기를 공급하여 폭기(曝氣)를 하면서 1차 호기성 생물학처리된 물은 1차 침전조(207)로 보내어 고형물을 침전시키고, 월류(越流, Over flow)되는 월류수인 1차 생물학처리수는 2차 폭기조(300)로 보낸다. The first aerobic biological treatment water while supplying air from the
1차 침전조(207)에서 침전된 고형물(미생물 균체)은 1차 침전조 레이크(208)에 의해서 1차 침전조(207) 하부의 중앙 콘(Cone) 부분으로 모이면 1차 반송펌프(209)에 의해서 활성부식물질 펠렛트(Activated humic substance pellet)와 활성미네랄성분을 함유한 광물의 충전물(212)을 충전(充塡)한 1차 생물반응기(211)가 내장된 1차 미생물활성화조(210)와 1차 폭기조(206)로 반송하면서, 배출되는 잉여오니는 2차 폭기조(300), 탈취처리단계의 생물탈취탑(701)으로 보낸다.Solids (microbial cells) precipitated in the
상기 1차 생물학처리의 1차 침전조(207)의 월류(Over flow)되는 월류수가 배출 기준치 이내로 처리된 경우나, 인근 하수처리시설과 연계하여 처리하는 경우는 최종처리수조로 보낸다. If the overflowing overflow of the
1차 미생물활성화조(210)에는, 1차 반송펌프(209)에 의해서 1차 침전조(207)에서 침전된 고형물(미생물 균체)인 오니(汚泥)가 1차 미생물활성화조(210)에 공급되면 송풍기(213)로부터 공기를, 1차 미생물활성화조(210)와 활성미네랄을 함유한 광물과 활성부식물질 펠렛트의 충전물(212)이 충전된 1차 생물반응기(211) 하부에 송풍기(213)로부터 공기를 공급하면, 공기와 반송오니가 함께 1차 생물반응기(211)의 충전물(212) 층을 에어 리프팅(Air lifting) 되면서 미네랄성분이 충분히 공급되었을 때 활발한 대사활동을 하는 바실루스 미코이데스(Bacillus mycoides), 바실루스 루테우스(Bacillus luteus), 흑국곰팡이(Aspergillus niger), 방선균(放線菌)과 같이 폴리페놀화합물(Polyphenol compounds)을 대사산물(代謝産物)로 배설하여 부식화반응에 의해서 수용성 유기물을 물에 불용성인 부식전구물질(腐植前驅物質) 또는 부식물질(腐植物質)로 전환하는 부식화미생물과 이들 미생물과 공생관계에 있는 미생물을 활성화하여 1차 폭기조(206)로 보내어 1차 호기성 생물학적 폐수처리 시스템(System) 전체가 부식화 미생물과 이들 미생물과 공생관계에 있는 미생물에 의해서 부식화반응에 의해서 폐수처리가 되도록 유도된다.When the first
상기 유기물질을 부식화하여 부식물질을 생성하는 미생물은 세포질(Cytoplasm)이나 세포벽(Cell wall)에 미네랄 함량이 높으며, 이들 미생물은 미네랄성분을 충분히 섭취하였을 때 활발한 대사활동을 하기 때문에, 간수(Bittern)를 1차 미생물활성화조(210)에 공급하는 것이 좋다. 이때 간수는 유입되는 폐수 100중량부당 0.001∼0.01중량부를 1차 미생물활성화조(210)에 공급한다.Microorganisms that produce corrosive substances by corrosive organic substances have high mineral content in the cytoplasm or cell wall, and these microorganisms have active metabolism when ingested enough minerals, so that Bittern ) Is preferably supplied to the primary
상기 유기물질을 부식화하여 부식물질을 생성하는 미생물은 미네랄성분을 충분히 섭취하였을 때 활발한 대사활동을 한다.Microorganisms that corrode the organic materials to produce corrosive substances are active metabolism when ingested sufficient mineral components.
부식화반응에 의해서 폐수처리를 하였을 때는, 암모니아(NH3), 황화수소(H2S), 머캡탄(Mercaptan)류, 인돌(Indole), 스카톨(Skatol), 휘발성 아민류와 같은 악취발생물질이 비휘발성이면서 물에 불용성인 부식전구물질 또는 부식물질로 동화(同化)되어 악취발생이 억제되는 효과가 있으며, 수용성 유기물도 물에 불용성인 부식전구물질 또는 부식물질로 고도로 동화되면서 처리되어 폐수처리효율이 높은 특징이 있다. When the wastewater was treated by the corrosion reaction, odor generating substances such as ammonia (NH 3 ), hydrogen sulfide (H 2 S), mercaptans, indole, scartol, and volatile amines It is assimilated with non-volatile and insoluble corrosion precursors or corrosive substances, and it has the effect of suppressing odor.In addition, water-soluble organic substances are treated with highly assimilated corrosion precursors or corrosive substances which are insoluble in water. This is a high feature.
1차 폭기조(206)의 용량은 F/M비(Food/Microorganism ratio)를 0.05∼0.4 범위에서 다음 식⑷에 의해서 결정하며, 깊이는 2∼6m범위로 한다. The capacity of the
F/M = (BOD5×Q)/(MLSS×V) [kg BOD/㎥.일] …………………………⑷F / M = (BOD 5 × Q) / (MLSS × V) [kg BOD / m 3 .day]. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ⑷
여기서 BOD5는 유입폐수의 5일 생물학적 산소요구량(㎎/ℓ), V는 폭기조의 용적(Volume, ㎥), MLSS는 폭기조 내 혼합액 부유물질(Mixed liquor suspended solids)농도(㎎/ℓ), Q는 유입폐수의 유량(㎥/일)이다.Where BOD 5 is the daily biological oxygen demand of the influent wastewater (mg / ℓ), V is the volume of the aeration tank (Volume, m3), MLSS is the concentration of mixed liquor suspended solids (mg / ℓ), Q Is the flow rate of the influent wastewater (m 3 / day).
1차 침전조(207)의 표면적은 월류부하(Over flow load) 8∼25(㎥/㎡·일)와 고형물부하 60∼90(㎏/㎡·일)을 고려하여 여유가 있는 표면적으로 하며, 조의 깊이는 3∼6m로 한다.The surface area of the
1차 침전조(207)에서 1차 반송펌프(209)에 의해서 1차 폭기조(206)와 1차 미생물활성화조(210)로 반송하는 유량은 1차 폭기조(206) 내에서 MLSS(Mixed liquor suspended solids)의 농도가 2,000∼3,500㎎/ℓ범위가 되게 다음 식⑸에 의해서 결정한다.The flow rate returned from the
R = Qr/Q = (MLSS-SS)/(R-MLSS) ……………………………… ⑸R = Qr / Q = (MLSS-SS) / (R-MLSS)... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ⑸
여기서 R는 1차 침전조(207)에서 1차 폭기조(206)와 1차 미생물활성화조(210)로 반송하는 반송률(%), Qr는 반송하는 유량(㎥/일), Q는 유입폐수의 유량(㎎/ℓ), MLSS는 1차 폭기조(206) 내의 혼합액 부유물질농도(㎎/ℓ), SS는 유입폐수 중에 함유된 부유물질농도(㎎/ℓ), R는 반송오니의 부유물질 농도(㎎/ℓ)이다.Where R is the return rate (%) to return from the
1차 미생물활성화조(210)에 공급하는 유량은, 전체 반송오니의 유량의 8∼20%를 공급하고, 1차 미생물활성화조(210)의 용량은 체류시간을 0.5∼2일간으로 하고, 1차 생물반응기(211)에 충전하는 충전물(212)은, 1차 미생물활성화조(210)에 공급되는 유량 10㎥/일당 활성부식물질 펠렛트(Pellet)를 5∼10㎏과 활성미네랄성분을 함유한 광물 10∼20㎏을 충전한다.The flow rate supplied to the primary
송풍기(213)에서 1차 폭기조(206)와 1차 미생물활성화조(210)에 공급하는 공기량은, 1차 폭기조(206)에서는 용존산소(Dissolved oxygen) 농도가 2∼4㎎/ℓ가 유지되도록 공급하고, 1차 생물반응기(211) 하부로는 공급하는 공기량은 폭기강도가 1.5∼3.5N㎥-Air/㎡·시간으로 한다. 송풍기(213)의 토출압력은 조의 수심에 따른 정압두(Static head)와 배관의 마찰손실에 따른 마찰손실두(Friction head)를 고려하여 결정한다.The amount of air supplied from the
그리고 처리수의 배출기준치가 청정지역이 아니면서, BOD5, CODMn, SS 등의 배출기준치가 높은 경우에는, 1차 생물학처리수가 방류기준치 이내로 처리되는 경우나 하수병합처리를 하는 경우는, 다음의 저농도 폐수의 2차 생물학처리단계를 생략하고, 상기 1차 침전조(207)에서 월류(越流)되는 월류수를 생물학처리수조(525)로 보낸다.
If the discharge standard value of the treated water is not a clean area and the discharge standard value of BOD 5 , COD Mn , SS, etc. is high, the case where the primary biological treated water is treated within the discharge standard value or when the sewage combined treatment is performed is as follows. The second biological treatment step of the low concentration wastewater is omitted, and the overflowed monthly water from the
Ⅲ. 2차 호기성 생물학처리단계Ⅲ. Second Aerobic Biological Process
1. 2차 호기성 생물학처리공정1. Second Aerobic Biological Process
상기 1차 생물학처리수가 2차 폭기조(300)에 공급되면 송풍기(213)로부터 공기를 공급하여 폭기하면서 처리된 물은 2차 침전조(301)로 보내어 고형물을 침전시키고, 월류되는 월류수인 2차 생물학처리수는 방류하거나, 또는 고도처리를 필요로 하는 경우는 최종폐수처리단계의 산화살균조(400)로 보낸다. When the primary biological treatment water is supplied to the secondary aeration tank 300, the treated water is supplied to the
2차 침전조(301)에서 침전된 고형물(미생물 균체)은 2차 침전조 레이크(302)에 의해서 2차 침전조(301) 하부의 중앙 콘(Cone) 부분으로 모이면 2차 반송펌프(303)에 의해서 활성부식물질 펠렛트와 활성미네랄성분을 함유한 광물의 충전물(306)을 충전한 2차 생물반응기(305)가 내장된 2차 미생물활성화조(304)와 2차 폭기조(300)로 반송한다.Solids (microbial cells) precipitated in the
2차 생물학처리공정의 운전 초기 또는 비정상운전이 되는 경우에는 1차 생물학처리공정에서 배출되는 잉여오니를 2차 폭기조(300)와 2차 미생물활성화조(304)로 보내어 정상상태로 운전이 되면, 1차 생물학처리공정에서 배출되는 잉여오니를 2차 폭기조(300)와 2차 미생물활성화조(304)로 공급하는 것을 중단한다.In the case of initial or abnormal operation of the secondary biological treatment process, the surplus sludge discharged from the primary biological treatment process is sent to the secondary aeration tank 300 and the secondary microbial activation tank 304 to operate in a normal state. The supply of surplus sludge discharged from the primary biological treatment process to the secondary aeration tank 300 and the secondary microbial activation tank 304 is stopped.
그리고 2차 생물학처리에서 배출되는 잉여오니는 1차 생물학처리에서 배출되는 잉여오니와 함께 탈취처리단계의 생물탈취탑(701) 또는 유기성 폐기물을 저장하는 저장조로 보낸다.And the surplus sludge discharged from the second biological treatment is sent to the biological deodorization tower 701 of the deodorization treatment step or the storage tank for storing the organic waste together with the surplus sludge discharged from the primary biological treatment.
2차 미생물활성화조(304)에는, 2차 반송펌프(303)에 의해서 2차 침전조(301)에서 침전된 고형물인 오니(汚泥)를 2차 폭기조(300)로 반송하면서 2차 미생물활성화조(304)에도 공급한다. 2차 침전조(301)에서 침전된 고형물인 오니가 2차 미생물활성화조(304)에 공급되면 송풍기(213)로부터 공기를 2차 생물반응기(305) 하부와 2차 미생물활성화조(304) 하부로 공급하여 폭기를 하면, 수중 오니(미생물 균체)에 미네랄성분이 공급되면서 1차 생물학처리공정에서와 같이 바실루스 미코이데스(Bacillus mycoides), 바실루스 루테우스(Bacillus luteus), 흑국곰팡이(Aspergillus niger), 방선균(放線菌)과 같이 폴리페놀화합물(Polyphenol compounds)을 대사산물(代謝産物)로 배설하여 유기물을 부식화하는 미생물이 우점적으로 배양하여 활성화된 것을 2차 폭기조(300)로 보낸다. 이렇게 유기물을 물에 불용성인 부식전구물질(腐植前驅物質) 또는 부식물질(腐植物質)로 전환하는 부식화미생물과 이들 미생물과 공생관계에 있는 미생물을 활성화하여 2차 폭기조(300)로 보내면 2차 생물학처리 시스템 전체도 부식화미생물과 이들 미생물과 공생관계에 있는 미생물에 의해서 부식화반응에 의해서 폐수처리가 되도록 유도한다.In the secondary microorganism activation tank 304, the secondary microorganism activation tank (2) is conveyed to the secondary aeration tank 300, the sludge which is solid precipitated in the
상기 유기물질을 부식화하여 부식물질을 생성하는 미생물은 세포질(Cytoplasm)이나 세포벽(Cell wall)에 미네랄 함량이 높으며, 이들 미생물은 미네랄성분을 충분히 섭취하였을 때 활발한 대사활동을 하기 때문에, 2차 생물학처리공정의 2차 미생물활성화조(304)에도 간수를 유입되는 폐수 100중량부당 0.001∼0.01중량부를 공급하는 것이 좋다.Microorganisms that produce corrosive substances by corrosive organic substances have high mineral content in the cytoplasm or cell wall, and these microorganisms have active metabolism when they ingest sufficient minerals. It is preferable to supply 0.001 to 0.01 parts by weight per 100 parts by weight of wastewater from which the water is introduced into the secondary microorganism activation tank 304 of the treatment step.
2차 폭기조(300)의 용량은 F/M비(Food/Microorganism ratio)를 0.05∼0.4 범위에서 상기 식⑷에 의해서 결정하며, 깊이는 2∼6m범위로 하며, 2차 침전조(301)의 표면적은 월류부하(Over flow load)를 15∼25(㎥/㎡·일)로 하였을 때와 고형물부하를 60∼90(㎏/㎡·일)로 하였을 때를 고려하여 여유 있는 표면적으로 하고, 조의 깊이는 3∼6m로 한다.The capacity of the secondary aeration tank 300 is determined by the above formula in the food / microorganism ratio (F / M ratio) in the range of 0.05 to 0.4, the depth is in the range of 2 to 6m, the surface area of the secondary settling tank (301) The surface area of the bath is considered to be sufficient in consideration of the overflow load of 15 to 25 (m 3 / m 2 · day) and the solid load of 60 to 90 (kg / m 2 · day). Is 3 to 6 m.
2차 침전조(301)에서 2차 반송펌프(303)에 의해서 2차 폭기조(300)와 2차 미생물활성화조(304)로 반송하는 유량은, 2차 폭기조(300) 내에서 MLSS(Mixed liquor suspended solids)의 농도가 2,000∼3,500㎎/ℓ범위가 되게 상기 식⑸에 의해서 결정한다.The flow rate returned from the
2차 미생물활성화조(304)에 공급하는 유량도, 전체 반송오니의 유량의 8∼20%를 공급하고, 2차 미생물활성화조(304)의 용량은 체류시간을 0.5∼2일간으로 하고, 2차 생물반응기(305)에도 충전하는 충전물(306)은, 2차 미생물활성화조(304)에 공급되는 유량 10㎥/일당 활성부식물질 펠렛트를 5∼10㎏, 활성미네랄성분을 함유한 광물 10∼20㎏을 충전한다.The flow rate supplied to the secondary microorganism activation tank 304 also supplies 8 to 20% of the flow rate of the entire returned sludge, and the capacity of the secondary microorganism activation tank 304 is set at a residence time of 0.5 to 2 days. The
상기 활성미네랄성분을 함유한 광물은, 유문암(Rhyolite) 또는 대사이드(Dacite)질의 부석(Pumice), 페그마타이트(Pegmatite) 또는 펄라이트(Perlite) 중에서 한 종류를 사용한다.As the mineral containing the active mineral component, one of Rhyolite or Dacite-like Pumice, Pegmatite or Perlite is used.
그리고 활성부식물질 펠렛트는 해양성 규조류와 해양성 식물이 퇴적되어 풀브산(Fulvic acid) 함량이 높은 부식토(腐植土)와 벤토나이트(Bentonite)와 같은 점결제(粘結劑)와 혼합하여 펠렛트 형태로 가공한 시중제품을 구입하여 사용한다.The active corrosive pellets are processed into pellets by mixing marine diatoms and marine plants, and mixing them with caking additives such as bentonite and high humic acid, which have a high content of fulvic acid. Buy and use a commercial product.
송풍기(213)에서 2차 폭기조(300)와 2차 미생물활성화조(304)에 공급하는 공기량은, 2차 폭기조(300)와 2차 미생물활성화조(304)의 용존산소(Dissolved oxygen) 농도가 2∼4㎎/ℓ가 유지되도록 공급하고, 2차 생물반응기(305) 하부로 공급하는 공기는 폭기강도가 1.5∼3.5N㎥-Air/㎡·시간으로 한다. 송풍기(213)의 토출압력은 조의 수심에 따른 정압두(Static head)와 배관의 마찰손실에 따른 마찰손실두(Friction head)를 고려하여 결정한다.
The amount of air supplied from the
상기 실시예 1의 음식물쓰레기 100㎏에 석탄회와 소석회 혼합물 8㎏을 반응한 것의 탈수 여액의 핵자기공명 17O-NMR의 반치폭의 값을 측정한 결과 128㎐이었으나, 실험실 테스트이기 때문에 물의 개질처리는 생략하고 호기성 생물학처리만 실시하였다.The nuclear magnetic resonance 17 O-NMR value of the half width of the dehydrated filtrate of 100 kg of food waste of Example 1 reacted with 8 kg of a mixture of coal ash and slaked lime was 128 으나. Omitted only aerobic biological treatment.
실시예 1의 음식물쓰레기 100㎏에 석탄회와 소석회 혼합물 8㎏을 반응한 탈수 여액 20ℓ을 용기에 주입하고, 여기에 음식쓰레기 탈수 여액을 호기성 활성오니처리를 하는 공정의 오니를 주입하여 MLSS(Mixed Liquor Suspended Solids) 농도를 3,452㎎/ℓ로 한 것에 용존산소(Dissolved oxygen) 농도를 2㎎/ℓ로 공기를 주입하여 폭기를 하면서 처리시간별 처리 결과는 다음 표3의 내용과 같았다. Inject a 20 liter dehydration filtrate reacting 8 kg of coal ash and slaked lime mixture into a container to 100 kg of food waste of Example 1, and injecting sludge in a process of aerobic activated sludge treatment of food waste dewatering filtrate to MLSS (Mixed Liquor). Suspended Solids (3,452 mg / ℓ) to the dissolved oxygen (Dissolved oxygen) concentration of 2 mg / ℓ by injecting aeration while the aerobic treatment results were as shown in Table 3 below.
(시간)Processing time
(time)
(㎎/ℓ)BOD 5
(Mg / l)
(㎎/ℓ)COD Mn
(Mg / l)
(㎎/ℓ)TN
(Mg / l)
(㎎/ℓ)TP
(Mg / l)
(㎎/ℓ)SS
(Mg / l)
상기 표3에서 보는 바와 같이 4일 이상 호기성 생물학처리를 하면 희석수를 사용하지 않고도 BOD5, CODMn 및 T-P는 배출기준치 이하로 처리할 수 있지만, T-N만은 처리효율 다소 부진하면서 부유물질(Suspended solids, SS)의 농도는 처리시간이 지나면서 오니(미생물)가 자산화가 일어나 핀 플록(Pin floc) 생성이 증가하는 현상으로 SS농도가 증가하는 현상을 알 수 있다.
As shown in Table 3, BOD 5 , COD Mn, and TP can be treated below the emission standard without using dilution water when treated with aerobic biological treatment for 4 days or more, but TN alone is susceptible to poor treatment efficiency. , SS) concentration is a phenomenon that the sludge (microorganism) is increased as the treatment time passes, the production of pin floc (Pin floc) increases, the SS concentration increases.
Ⅳ. 최종폐수처리단계IV. Final Wastewater Treatment Stage
상기 2차 호기성 생물학처리공정에서 처리된 처리수를 고도로 처리하고자 하는 경우는 산화·살균처리한 것을 중화·응집·침전처리를 한 다음, 여과처리 후 방류한다. When the treated water treated in the second aerobic biological treatment step is to be treated highly, the oxidized and sterilized material is neutralized, aggregated and precipitated, and then discharged after filtration.
1. 산화·살균처리공정1. Oxidation and Sterilization Process
2차 호기성 생물학처리공정에서 처리된 처리수가 산화·살균조(400)에 공급되면 산화제(H2O2, NaClO, O3, ClO2, Cl2)와 2가 철염(FeSO4, FeCl2)를 산화환원전위(Oxidation-reduction potential) 값이 +700∼+1,100㎷ 범위로 주입하고, 30∼60분간 산화·살균조교반기(401)로 교반하면 산화성이 높은 하이드록시기(Hydroxyl radical, OH·)이 생성되어 미처리된 유기물이 분해되면서 박테리아 및 바이러스와 같은 미생물이 살균처리된 것을 중화조(402)로 보낸다. 이때 일어나는 반응은 다음과 같다.When the treated water treated in the second aerobic biological treatment process is supplied to the oxidation /
Fe2 + + H2O2 → Fe3 + + OH·+OH- …………………………………⑹ Fe 2 + + H 2 O 2 → Fe 3 + + OH · + OH - ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ⑹
유기물 + OH·→ R-COOH →…→ CO2 + H2O ……………………⑺Organic substance + OH->R-COOH->. → CO 2 + H 2 O... ... ... ... ... ... ... ... ⑺
그리고 상기 산화제에 의한 산화·살균처리 처리방법 이외에도, 자외선조사(紫外線照射)에 의한 산화·살균처리, 전해 산화에 의한 산화·살균처리, 전자선조사에 의한 산화·살균처리 방법을 적용할 수도 있다.
In addition to the oxidation and sterilization treatment method using the oxidizing agent, the oxidation and sterilization treatment by ultraviolet irradiation, the oxidation and sterilization treatment by electrolytic oxidation, and the oxidation and sterilization treatment by electron beam irradiation may also be applied.
2. 중화처리공정2. Neutralization process
상기 산화·살균처리공정에서 처리된 것이 중화조(402)에 공급되면, 중화조교반기(403)로 교반하면서 pH가 6.5∼8의 범위로 중화제(Ca(OH)2, NaOH의 수용액)를 공급하여 중화처리한 것을 응집조(404)로 공급한다. 이때 일어나는 반응은 다음과 같다.When the product treated in the oxidation / sterilization process is supplied to the
Fe3 + + 3NaOH → Fe(OH)3 + 3Na+ …………………………………⑻
Fe 3 ++ 3NaOH → Fe (OH) 3 + 3Na + ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ⑻
3. 응집·침전공정3. Coagulation and Sedimentation Process
성기 중화처리공정에서 pH가 6.5∼8의 범위로 중화처리된 폐수가 응집조(404)에 공급되면 응집조교반기(405)로 교반하면서 고형물을 응집하여 3차 침전조(406)에서 침전이 용이하도록 플록(Floc) 상태로 응집하여 3차 침전조(406)로 보낸다. In the genital neutralization process, when the pH of the wastewater neutralized in the range of 6.5 to 8 is supplied to the
그리고 3차 침전조(406)에 공급되면 플록(Floc) 상태의 고형물은 3차 침전조(406) 하부로 침강하고, 3차 침전조(406) 상부로 월류하는 중간 처리수는 중간 처리수조(409)로 내고, 3차 침전조(406) 하부로 침강한 슬러지(Sludge)는 3차 침전조 레이크(407)에 의해서 침전조 중앙 콘(Cone) 부분으로 모이면 스러지이송펌프(408)에 의해 3차 탈수공정으로 보낸다.
And when supplied to the
4. 3차 탈수공정4. 3rd Dehydration Process
3차 침전조(406) 하부에 침강한 슬러지가 슬러지이송펌프(408)에 의해서 3차 탈수공정의 탈수기에 공급되어, 탈수된 탈수케이크는 무기물농도가 높기 때문에 폐기처분하고, 탈수 여액은 중간 처리수조(409)로 보낸다.
The sludge settled below the
5. 여과공정5. Filtration Process
중간 처리수조(409)에 공급된 중간 처리수는 여과기공급펌프(410)에 의해서 여과기(411)로 보내어 여과된 여과수는 최종 처리수로 보내었다가 방류한다.The intermediate treated water supplied to the intermediate treated
여과기에 충전하는 여재(濾材, 412)는 유기물의 농도(BOD 및 COD)가 기대치 보다 높은 경우는 활성탄을 충전하고, 고형물만 문제되는 경우는 모래를 충전한다.The
상기 실시예 2에서 96시간 동안 호기성 생물학처리한 처리수를 여과지로 여과처리한 여액을 분석한 결과는 다음 표4의 내용과 같았다.In Example 2, the result of analyzing the filtrate of the treated water treated with aerobic biological treatment for 96 hours by filter paper was as shown in Table 4 below.
(㎎/ℓ)BOD 5
(Mg / l)
(㎎/ℓ)COD Mn
(Mg / l)
(㎎/ℓ)TN
(Mg / l)
(㎎/ℓ)TP
(Mg / l)
(㎎/ℓ)SS
(Mg / l)
상기 표4에서 보는 바와 같이 인분, 축산분뇨, 산업공장에서 배출되는 유기물농도가 높은 폐수, 매립장침출수, 도축공장폐기물, 식품가공공장폐기물, 농·수산물 가공공정에서 배출되는 폐기물, 음식물쓰레기, 하수처리 슬러지(Sludge), 산업폐기물매립지침출수와 같이 유기물농도와 함수율이 높은 유기성 폐기물의 탈수 여액은 석탄회와 칼슘 함유광물의 혼합한 광물과 반응 후 호기성 생물학처리를 한 다음, 산화·살균처리, 중화·응집·침전처리, 여과처리를 호기성 생물학처리수의 수질에 따라서 선별적으로 처리를 하면 배출기준치 이하로 처리될 수 있음을 알 수 있다.
As shown in Table 4, wastewater with high concentrations of organic matter discharged from nutrients, livestock manure and industrial plants, landfill leachate, slaughterhouse waste, food processing plant waste, waste discharged from agricultural and aquatic product processing, food waste and sewage treatment Dehydrated filtrate of organic waste with high organic concentration and water content, such as sludge and industrial waste landfill leachate, is reacted with minerals mixed with coal ash and calcium-containing minerals, and then subjected to aerobic biological treatment, followed by oxidation, sterilization, neutralization and aggregation. It can be seen that the sedimentation and filtration treatments can be treated below the emission standard if they are selectively treated according to the water quality of the aerobic biological treatment water.
Ⅴ. 혐기성 소화처리단계Ⅴ. Anaerobic Digestion Stage
1. 액화공정1. Liquefaction Process
전처리단계의 1차, 2차 탈수공정에서 배출되는 탈수케이크를 액화조(500)에 공급하고, 액화조 믹서(501)로 교반하면서 가수분해효소(Hydrolase)를 생산하는 복합미생물균제(複合微生物菌劑)를 주입하고, 보일러로부터 열원을 공급받아 온도를 50∼60℃로 조정하면서, 송풍기(213)로부터 공기를 주입하여 용존산소의 농도가 0.2∼0.4㎎/ℓ 범위의 약한 호기성 상태에서 1∼2일 동안 처리하면 유기고형물질은 액화된다. 액화된 고농도 유기성 폐기물은 액상고농도유기성폐기물저장조(504)로 보내고, 액화되지 않은 무기성 고형물 슬러지는 고형물이송펌프(506)로 3차 탈수처리공정으로 보낸다. The complex microbial fungus which supplies the dehydration cake discharged from the 1st and 2nd dehydration process of a pretreatment stage to a
여기서 미생물균제는, 다당류(전분)를 가수분해하는 아밀라아제(Amylase), 라이소자임(Lysozyme), 갈락토시다아제(Galactosidase), 단백질을 분해하는 프로테아제(Protease), 지방을 분해하는 리파아제(Lipase), 섬유질을 분해하는 셀룰라아제(Cellulase), 헤미셀룰라아제(Hemicellulase)와 같은 가수분해효소(Hydrolase)를 생산하는 미생물의 복합미생물균제를 사용한다.Here, the microbial agent is amylase that hydrolyzes polysaccharides (starch), lysozyme, galactosidase, protease that breaks down protein, lipase that breaks down fat, and fiber A microbial complex of microorganisms producing hydrolase (Hydrolase) such as cellulase, hemicellulase to break down is used.
다시 말해서 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)·바실러스 리케니포미스(Bacillus licheniformis)·바실러스 폴리퍼멘티커스(Bacillus polyfermenticus)·바실러스 메센테리커스(Bacillus mesentericus)·바실러스 마이코이즈(Bacillus mycoides)·바실러스 스테아로써머필러스 (Bacillus stearothermophilus, Geobacillus stearothermophilus)와 같은 바실러스 속(Bacillus sp.), 안옥시 바실러스(Anoxybacillus) 속, 락토바실러스 애시도필러스(Lactobacillus acidophilus)·락토바실러스 비피더스(Lactobacillus bifidus)·락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus)·락토바실러스 써머필러스(Lactobacillus thermophilus)와 같은 락토바실러스 람노서스 속(Lactobacillus sp.), 트리코데르마 비리드(Trichoderma viride)·트리코데르마 리세이(Trichoderma reesei)· 트리코데르마트리코데르마 롱기브라키아텀(Trichoderma longibrachiatum)·트리코데르마 하지아늄(Trichoderma harzianum)·트리코데르마 페니실라튬(Trichosporon penicillatum)와 같은 트리코데르마 속(Trichoderma sp.), 아스페르길루스 오리재(Aspergillus oryzae)·아스페르길루스 니제르(Aspergillus niger)·아스페르길루스 (Aspergillus oryzae)·아스페르길루스 우사미(Aspergillus usamii)·아스페르길루스 푸미가투스(Aspergillus fumigatus)와 같은 아스페르길루스 속(Aspergillus sp.), 라이조푸스 오리재(Rhizopus oryzae)·라이조푸스 (Rhizopus nigricans)·라이조푸스 올리고스포루스(Rhizopus oligosporus)·라이조푸스 자포니쿰(Rhizopus japonicum)와 같은 라이조푸스 속(Rhizopus sp.), 후미콜라 인솔렌스(Humicola insolens), 사카로마이세스 세레비제(Saccharomyces cerevisiae), 클로스트리디움 부티리컴(Clostridium butyricum), 클로스트리디움 써머삭카롤리티쿰(Clostridium thermosaccharolyticum), 스트렙토코커스 패칼리스(Streptococcus faecalis), 스트렙토코커스 써머필러스(Streptococcus thermophilus), 스트렙토코커스 패시움(Streptococcus faecium), 스트렙토미세스 써머필러스(Streptomyces thermophilus), 써머에어로박터 서브털란니어스(Thermaerobacter subterraneus)와 같은 기수분해효소를 생산하는 미생물균제를 사용한다.In other words, Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, Bacillus polyfermenticus, Bacillus mesentericus, Bacillus mycoides Bacillus sp., Such as Bacillus stearothermophilus, Geobacillus stearothermophilus, Anoxybacillus, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bifidus and Lactobacillus bifidus Lactobacillus sp., Such as Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus thermophilus, Trichoderma viride, Trichoderma reesei, Trichoderma reesei Matrichoderma longgi brachiatum (Trichoderma longibrachiatum) tricot dermaha Trichoderma sp., Such as trichoderma harzianum, Trichoderma penicillatum, Aspergillus oryzae, Aspergillus niger Aspergillus sp., Rhizopus oryzae, such as Aspergillus oryzae, Aspergillus usamii, Aspergillus fumigatus Rhizopus sp., Such as Rhizopus nigricans, Rhizopus oligosporus, Rhizopus japonicum, Humicola insolens, and Saccharo Saccharomyces cerevisiae, Clostridium butyricum, Clostridium thermosaccharolyticum, Streptococcus faecalis facilis, Streptococcus thermophilus, Streptococcus faecium, Streptomyces thermophilus, Thermoerobacter subterraneus Use microbial fungi.
그리고 본 발명에서 사용한 미생물균제는, 미생물 종류에는 특별히 제한하지 않으며, 상기에서 언급한 미생물 이외의 미생물도 아밀라아제(Amylase), 프로테아제(Protease), 리파아제(Lipase), 셀룰라아제(Cellulase), 헤미셀룰라아제(Hemicellulase)와 같이 대사산물(代謝産物) 중에 가수분해효소(Hydrolase)를 생산하는 50∼70℃의 고온에서 생육할 수 있는 호기성 미생물이 함유된 복합미생물균제는 사용할 수 있다.In addition, the microbial fungus used in the present invention is not particularly limited to the microbial species, microorganisms other than the above-mentioned microorganisms amylase, protease, lipase, cellulase, hemicellulase A complex microbial bacterium containing aerobic microorganisms capable of growing at high temperatures of 50 to 70 ° C. that produces hydrolase in metabolites (代謝 産物) can be used.
그리고 보일러로부터 액화조(500)에 가온은 운전 초기에만 50℃ 이상으로 가열하면 유기물이 호기성 분해되면서 온도가 상승하기 때문에 보일러로부터 계속 열원을 공급할 필요가 없으며, 60℃ 이상 지나치게 온도가 상승하면 송풍기(213)로부터 공기 주입량을 감소시켜 유기물의 분해반응을 느리게 하여 온도가 떨어 지게 해야 한다.
And heating from the boiler to the
2. 혐기성 발효공정2. Anaerobic Fermentation Process
먼저, 액화된 고농도 유기성 폐기물이 혐기성 발효가 일어나는 메커니즘(Mechanism)을 검토하면, 액화된 유기성 폐기물은 산성발효기(酸性醱酵期), 산성감퇴기(酸性減退期) 및 알칼리성 발효기의 3단계로 일어난다.First, when the mechanism of anaerobic fermentation of liquefied high concentration organic wastes is examined, the liquefied organic wastes occur in three stages: acid fermenter, acid decay, and alkaline fermenter. .
산성발효기(酸性醱酵期)에서는 유기성 폐액(廢液)에 함유된 탄수화물(炭水化物)이 분해되어 저분자(低分子)의 유기산(有機酸)이 되는 단계로, 이 단계에서는 pH가 5 부근까지 떨어지면서 강한 부패취(腐敗臭)가 난다. 글루코오스(Glucose)를 예를 들면 다음 반응식 ⑼와 같은 반응이 일어난다. In the acidic fermenter, the carbohydrates contained in the organic waste liquid are decomposed to become low molecular organic acids. In this stage, the pH drops to around 5 While strong odor (腐敗 臭) occurs. For example, the reaction occurs as shown in the following formula (Glucose).
C6H12O6 ―산생성균→3CH3COOH………………………………………………⑼C 6 H 12 O 6 —acid-producing bacteria → 3CH 3 COOH... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ⑼
산성감퇴기(酸性減退期)에서는 단백질의 분해가 일어나 암모니아(Ammonia), 아민(Amine), 카복실산(Carboxylic acid)이 생성되면서, 또한, 상기 반응에서 생성된 유기산이 중화와 분해가 일어나면서, 이 결과 pH는 6∼6.5로 상승한다.In the acidic decay group, the decomposition of proteins occurs to form ammonia, amine, and carboxylic acid, and the organic acid generated in the reaction is neutralized and degraded. The resulting pH rises to 6-6.5.
단백질→NH4HCO3………………………………………………………………⑽Protein → NH 4 HCO 3 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ⑽
CH3COOH + NH4HCO3 → CH3COONH4 + H2O + CO2 ……………………………⑾CH3COOH + NH4HCO3 → CH3COONH4 + H2O + CO2 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ⑾
알칼리성 발효기는 저급유기산이 메테인 생성균(Methane forming bacteria)에 의해서 NH4 +까지 분해되는 혐기성 발효의 최종단계이다. 이 단계에서는 BOD는 감소하고, pH는 7.5 부근까지 상승한다.The alkaline fermenter is the final stage of anaerobic fermentation, in which the lower organic acid is decomposed to NH 4 + by methane forming bacteria. At this stage, the BOD decreases and the pH rises to around 7.5.
CH3COONH4 + H2O ―메테인균→ CH4 + NH4HCO3………………………………⑿CH 3 COONH 4 + H 2 O—methane bacteria → CH 4 + NH 4 HCO 3 . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ⑿
CH3COOH ―메테인균→ CH4 + CO2 ……………………………………………⒀CH 3 COOH-methane bacteria → CH 4 + CO 2 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ⒀
상기 메테인 균은 편성혐기성 세균(嫌氣性細菌)으로 30∼36℃ 온도 범위에 활발하게 활동하는 중온균(Methophilic bacteria)과 50∼57℃ 온도 범위에 활발하게 활동하는 고온균(Thermophilic bacteria)으로 구분되며, 메테인 발효균에 의한 혐기성 발효한 탈리액(脫離液)의 BOD는 상당히 감소하여도 잔류유기물의 농도가 높기 때문에 호기성 생물학처리 등의 후처리를 필요로 한다.The methane bacteria are organized anaerobic bacteria (Methophilic bacteria) active in the temperature range of 30 ~ 36 ℃ and thermophilic bacteria active in the temperature range of 50 ~ 57 ℃ The BOD of the anaerobic fermented leachate by methane fermentation bacteria is high, however, the residual organic matter is high, so post-treatment such as aerobic biological treatment is required.
본 발명에서는 상술한 유기성 폐기물이 혐기성 발효가 일어나는 메커니즘을 이용하여 산성발효기와 산성감퇴기가 일어나는 1차 혐기성 발효조(507)와 메테인가스와 탄산가스가 발생하는 알칼리성 발효기의 2차 혐기성 발효조(509)로 구분하여 발효온도를 50∼60℃ 범위로 유지하면서 2단 발효로 고율소화(高率消化)가 일어날 수 있는 공정으로 하며 상세한 내용은 다음과 같다.
In the present invention, the first
가. 1차 혐기성 발효공정 end. First anaerobic fermentation process
상기 액화된 고농도 유기성 폐기물이 액상고농도유기성폐기물저장조(504)에 공급되면 1차 혐기성 발효조공급펌프(505)로 1차 혐기성 발효조(507)로 보내어 온도를 50∼60℃ 범위로 유지하면서 1차 혐기성 발효조 교반기(508)로 교반하면서 산성발효기(酸性醱酵期), 산성감퇴기(酸性減退期)까지의 1차 발효를 한 다음, 알칼리성 발효기(醱酵期)인 2차 혐기성 발효조(509)로 보낸다.
When the liquefied high concentration organic waste is supplied to the liquid high concentration organic
나. 2차 혐기성 발효공정 I. Second anaerobic fermentation process
상기 1차 1차 혐기성 발효공정에서 유기산생성발효를 한 1차 발효액이 2차 혐기성 발효조(509)에 이송되면 메테인 균에 의해서 유기물을 저급지방산이 CO2, CH4으로 분해되면서 분해된 메테인가스(CH4)와 탄산가스(CO2)는 메테인가스 저장탱크(512)로 보내고, 2차 혐기성 발효조(509) 하부에 침전된 슬러지(Sludge)는 발효 슬러지 이송펌프(513)로 마그네슘 반응조(514)로 보내고, 2차 혐기성 발효조(509) 상부에서 월류(越流)하는 혐기성 발효처리수는 1차 호기성 생물학처리단계의 집수조(200)로 보내거나, 마그네슘 반응조(514)로 보낸다.In the first primary anaerobic fermentation process, the first fermentation broth produced by organic acid fermentation is transferred to the second
메테인가스 저장탱크(512)에 저장된 메테인가스는 보일러, 난방용 연료 등으로 이용한다.The methane gas stored in the methane
본 발명에서 혐기성 발효공정의 운전조건 및 설계조건을 검토하면 다음과 같다.
Looking at the operating conditions and design conditions of the anaerobic fermentation process in the present invention are as follows.
① 1차 혐기성 발효조(507)와 2차 혐기성 발효조(509)형태① Forms of the first anaerobic fermenter (507) and the second anaerobic fermenter (509)
1차 혐기성 발효조(507)와 2차 혐기성 발효조(509)는 모두 원형으로 하고, 내경(Inside diameter, D)은 25mФ이하로 하고, 측면 깊이(Side wall depth, H)는 내경의 1/2(H=D/2)로 하고, 바닥면의 구배(句配)는 20/100∼30/100 범위로 한다.
The primary
② 운전온도 및 혐기성 발효조의 용량 ② Operating temperature and capacity of anaerobic fermenter
혐기성 발효조의 운전온도는 50∼60℃ 범위로 운전하면서 유기물부하(有機物負荷)가 5∼6㎏/㎥·일 범위로 혐기성 발효조의 용량을 결정한다. 일반적으로 발효시간(Fermentation time, T)은 20∼30일로 하고, 조의 용량(Volume, V㎥)은 {고농도폐수 투입량(㎥)+배출되는 혐기성 발효액량(㎥)}×발효시간(T)/2로 한다. 그리고 1차 혐기성 발효조(507)와 2차 혐기성 발효조(509)의 용적 비는 1:1∼2:1로 한다.
The operating temperature of the anaerobic fermenter is in the range of 50 to 60 ° C., and the capacity of the anaerobic fermenter is determined in the range of 5 to 6 kg / m 3 · day of organic matter load. In general, the fermentation time (T) is 20 to 30 days, and the volume of the tank (Volume, V㎥) is {high concentration wastewater input (㎥) + discharged anaerobic fermentation broth (㎥)} x fermentation time (T) / 2. The volume ratio of the first
③ 1차 혐기성 발효조의 교반속도③ Stirring speed of the first anaerobic fermenter
1차 혐기성 발효조(507)의 1차 혐기성 발효조 교반기(303)는 프로펠러형(Propeller type)으로 하며, 교반 용량(Q)과 교반속도(V)의 비(Q/V)가 0.5∼2의 범위가 되게 한다.
The primary anaerobic fermenter agitator 303 of the primary
④ 2차 혐기성 발효조 스크래퍼(510)의 회전속도④ Rotational speed of secondary anaerobic fermenter scraper 510
2차 혐기성 발효조(509)의 2차 혐기성 발효조 스크래퍼(510)의 회전속도는 0.01∼0.05rpm으로 회전하면서 하부에 침전된 슬러지(Sludge)가 중앙 콘(Cone) 부분으로 모이게 하여 침전된 슬러지가 용이하게 배출되도록 한다.
The secondary
⑤ 메테인가스저장탱크(512)는 구형으로 하고, 구형의 메테인가스저장탱크 실 피트(511)의 수중에 설치하는 유수식(有水式)으로 하여 생산된 메테인가스를 저장하며, 저장용량은 10∼12시간으로 한다.
⑤ The methane
3. 마그네슘 반응·중화공정3. Magnesium Reaction and Neutralization Process
2차 혐기성 발효조(509) 하부에 침전된 슬러지, 2차 혐기성 발효조(509) 상부에서 월류(越流)하는 혐기성 발효처리수가 마그네슘염반응조(514)에 공급되면 마그네슘염반응조교반기(515)로 교반하면서 마그네슘염(MgSO4, MgCl2)을 주입하면 수중의 암모니아 이온(NH4 +), 인산 이온(PO4 3 -)과 마그네슘이 반응하여 물에 불용성인 마그네슘 인산암모늄 인산염(Magnesium ammonium phosphate, MAP, MgNH4PO4)이 생성된다. 이때 일어나는 반응은 다음 반응식 ⒁와 같다, Sludge precipitated in the lower portion of the secondary
Mg2 2 + + NH4 + + PO4 3 - → MgNH4PO4 ………………………………………………⒁ Mg 2 2 + + NH 4 + + PO 4 3 - → MgNH 4 PO 4 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ⒁
상기 반응식 ⒁의 반응이 일어나면, pH가 떨어지기 때문에 알칼리 중화제(NaOH, Ca(OH)2)를 주입하여 pH를 7∼8로 중화처리를 한 다음, 응집조(516)으로 보낸다.
When the reaction of Scheme VII occurs, since the pH is lowered, alkali neutralizers (NaOH, Ca (OH) 2 ) are injected to neutralize the pH to 7-8, and then sent to the
4. 응집·침전공정4. Coagulation and Precipitation Process
상기 마그네슘염반응조(514)에서 반응 후 중화된 것이 응집조(516)에 공급되면 응집조교반기(517)로 교반하면서 고분자 응집제를 2∼4㎎/ℓ주입하여 혐기성 소화공정 침전조(518)에서 침전이 용이하도록 플록(Floc)을 형성시킨 다음, 혐기성 소화공정 침전조(518)로 보낸다.
When the neutralization after the reaction in the magnesium
상기 반응조교반기(101), 중화조교반기(103), 산화·살균조교반기(401), 중화조교반기(403)과 마그네슘염반응조교반기(515)는 프로펠러형(Propeller type)의 교반기로 하고, 회전속도는 180∼360rpm으로 하고, 교반 용량은 유입유량(Q)/조용량(V)의 비를 1.5∼2의 범위가 되게 한다. 그리고 재질은 유체의 특성을 고려하여 내식성 재질을 사용한다.The
그리고 상기 응집조교반기(405)와 응집조교반기(517)는 피치트 패들형(Pitched paddle type)의 교반기로 하고, 회전속도는 18∼42rpm으로 하고, 교반 용량은 유입유량(Q)/조용량(V)의 비를 1.5∼2의 범위가 되게 한다. 그리고 재질은 유체의 특성을 고려하여 내식성 재질을 사용한다.
And the
5. 침전공정5. Precipitation Process
응집조(516)에서 혐기성 소화공정 침전조(518)에 공급되어 고형물이 하부로 침전되면 혐기성 소화공정 침전조 레이크(519)로 중앙의 콘(Cone) 부분으로 보이면 3차 탈수기공급펌프(520)로 3차 탈수공정으로 보내고, 상부로 월류하는 월류수는 1차 호기성 생물학처리단계의 집수조(200)로 보낸다. When the solid matter is supplied from the
상기 1차 침전조 레이크(208), 2차 침전조 레이크(302), 3차 침전조 레이크(407)와 혐기성 소화공정 침전조 레이크(519)의 회전속도는 0.01∼0.05 rpm으로 한다.
The
6. 3차 탈수공정6. 3rd Dehydration Process
혐기성 소화공정 침전조(518)에 침전된 슬러지와 액화조(500) 하부에서 배출되는 무기성 고형물 슬러지는 3차 탈수공정으로 보내어 탈수된 탈수케이크는 무기물농도가 높기 때문에 폐기처리하고, 탈수 여액은 혐기성 소화공정 침전조(518) 상부를 월류하는 월류수와 함께 1차 호기성 생물학처리단계의 집수조(200)로 보낸다.Anaerobic Digestion Process The sludge precipitated in the
여기서 탈수된 탈수케이크에는 마그네슘성분이 함유되어 있기 때문에 퇴비화공정으로 보내는 경우, 퇴비화단계에서 배출되는 침출수를 전처리단계의 저장조로 보내는 경우, 상기 혐기성 발효공정에서 마그네슘 인산암모늄 인산염 스케일(Scale)이 생성되는 문제가 있기 때문에 가능한 본 공정의 3차 탈수공정에서 배출되는 탈수 케이크는 퇴비화공정으로 보내지 않는 것이 바람직하다.In this case, when the dehydrated cake is dehydrated and contains magnesium, when the leachate is sent to the composting step, the leachate discharged from the composting step is sent to the storage tank of the pretreatment step, and the magnesium ammonium phosphate phosphate scale is generated in the anaerobic fermentation step. Since there is a problem, it is preferable that the dewatered cake discharged from the third dehydration step of the present step be not sent to the composting step.
그리고 축산분뇨, 인분과 같이 유입되는 유기성 폐기물 중에 마그네슘 이온, 암모늄 이온, 인산 이온이 존재하는 경우는, 혐기성 발효공정 이전에 상기 마그네슘 반응·중화공정과 응집·침전공정을 혐기성 발효공정 이전에서 처리하여 마그네슘 이온을 제거한 다음, 혐기성 발효처리를 하여야 혐기성 발효공정에서 마그네슘 인산암모늄 인산염으로 인한 스케일 트러블(Scale trouble)이 야기(惹起)되지 않는다.
If magnesium ions, ammonium ions, or phosphate ions are present in organic wastes such as livestock manure and phosphorus, the magnesium reaction, neutralization process and flocculation and sedimentation process are performed before the anaerobic fermentation process. The anaerobic fermentation process must be performed after removing the magnesium ions so that scale trouble due to magnesium ammonium phosphate is not caused in the anaerobic fermentation process.
Ⅵ. 액비화단계VI. Liquefaction stage
1. 액화공정1. Liquefaction Process
전처리단계의 1차, 2차 탈수공정에서 배출되는 탈수케이크를 액화조(500)에 공급하고, 액화조 믹서(500)로 교반하면서 가수분해효소(Hydrolase)를 생산하는 복합미생물균제(複合微生物菌劑)를 주입하고, 보일러로부터 열원을 공급받아 온도를 50∼60℃로 조정하면서, 송풍기(213)로부터 공기를 주입하여 용존산소의 농도가 0.4∼1.0㎎/ℓ 범위의 호기성 상태에서 1∼2일 동안 처리하면 유기고형물질은 액화된다. 액화된 고농도 유기성 폐기물은 액상고농도유기성폐기물저장조(504)로 보내고, 액화되지 않은 무기성 고형물은 고형물이송펌프(506)로 3차 탈수공정으로 보낸다. 여기서 사용하는 가수분해효소(Hydrolase)를 생산하는 복합미생물균제(複合微生物菌劑)는 혐기성 소화처리단계의 액화공정에서 사용하는 것과 동일하다.The complex microbial microbial agent that produces hydrolysis enzyme (Hydrolase) while supplying the dehydration cake discharged from the first and second dehydration process of the pretreatment step to the liquefaction tank (500), and stirred with the liquefaction tank mixer (500). Iv) while injecting a heat source from a boiler to adjust the temperature to 50 to 60 DEG C while injecting air from the
송풍기(213)로부터 공기 공급량이 많은 경우는 동력비가 과대하게 많이 들뿐만 아니라, 보일러로부터 공급이 많아지는 문제가 있으며, 너무 적으면 액화가 느리면서 심한 악취가 발생하는 문제가 있기 때문에 적당한 공기를 공급해야 한다. 이때 공기의 적정 공급량은, 유기성 폐기물의 종류와 농도에 따라서 결정해야 하지만, 일반적으로 3∼5[㎥(공기)/(유입되는 유기성 폐기물 1톤)·시간] 범위의 폭기강도(Aeration intensity)로 공기를 공급하여 폭기하면 무난하다.In the case where the air supply amount from the
그리고 보일러로부터 액화조(500)에 가온은 운전 초기에만 50℃ 이상으로 가열하면 유기물이 호기성 분해되면서 온도가 상승하기 때문에 보일러로부터 계속 열원을 공급할 필요가 없으며, 70℃ 이상 지나치게 온도가 상승하면 송풍기(213)로부터 공기 주입량을 감소시켜 유기물의 분해반응을 느리게 하여 온도가 떨어 지게 해야 한다.
And heating from the boiler to the
2. 액비화공정2. Liquefaction process
액화(液化)된 고농도 유기성 폐기물은 희석수조(521)에 공급하고, 액화된 고농도 유기성 폐기물은 유기물농도가 높기 때문에 희석수(稀釋水)를 공급하여 유기물농도가 5∼20wt% 범위로 희석한다.The liquefied high-concentration organic waste is supplied to the
액비화된 고농도 유기성 폐기물을 희석수를 주입하여 희석된 액상 유기성 폐기물은 액화조공급펌프(522)로 액비화조(523)에 공급하고, 송풍기(213)로부터 공기를 용존산소 농도가 1.0∼2.0㎎/ℓ으로 주입하여 15∼30일간 폭기를 하면서 호기성 발효를 하여 액비화(液肥化)된 것은 액비저장탱크공급펌프(524)로 액비저장탱크(525)에 공급하여 저장한다.The liquid organic waste diluted by injecting distilled water into the liquid liquefied high concentration organic waste is supplied to the
본 액비화공정에서 액상의 유기성 폐기물에 공기를 주입하여 호기성 발효에 의해 액화를 하면 유기물의 분해에 의해 온도가 상승 되는데, 70℃ 이상이 되면 과대한 수분증발과 중온성 미생물(Mesophilic microbes)이 사멸처리되어 액비화가 떨어지며, 공기 공급량이 많으면 과대한 동력비가 소모되는 반면에 온도가 떨어지면서 역시 액비화 속도가 떨어지는 문제가 있다. 그래서 송풍기(213)로부터 액비화조(523)에 공기를 공급하는 량은, 용존산소 농도가 0.5∼2㎎/ℓ로 주입하면서 온도가 50∼70℃ 범위로 유지되게 간헐적으로 폭기를 하면서 15∼30일간 고온 호기성 발효를 하여 액비저장탱크(525)로 보낸다.In this liquid liquefaction process, when air is injected into the liquid organic waste and liquefied by aerobic fermentation, the temperature is increased by decomposition of organic matter. When the temperature is over 70 ° C, excessive water vaporization and mesophilic microbes are killed. When the liquefaction is falling, if the air supply is large, excessive power costs are consumed, while the temperature drops, there is also a problem that the liquefaction rate falls. Thus, the amount of air supplied from the
액비저장탱크(525)에 공급된 액비는 4∼6개월 이상 보관하였다가 액비이송펌프(526)로 탱크로리(Tank lorry)에 이송하여 액비제품으로 출하한다.The liquid ratio supplied to the
액비저장탱크(525)에 보관 중인 액비는 용존산소 농도가 0.2∼1㎎/ℓ 범위로 유지되게 송풍기(213)로부터 공기를 간헐적으로 공급한다.The liquid ratio stored in the
액비(液肥)는 농토나 농작물에 살포할 때는 유기물농도가 5wt% 이하가 되게 희석수를 주입하여 사용하는 것이 바람직하다.
Liquid spray (하는 肥) is preferably used to inject dilution water so that the organic matter concentration is 5wt% or less when spraying on farmland or crops.
3. 3차 탈수공정3. 3rd Dehydration Process
액화조(500)에서 액화되지 않고 하부로 침전된 무기성 고형물 슬러지는 3차 탈수공정의 탈수기로 보내 탈수된 탈수케이크는 무기물농도가 높기 때문에 폐기하고, 탈수 여액은 전처리단계의 반응조(100)로 보낸다.
Inorganic solid sludge that has not been liquefied in the
상기 최종폐수처리단계의 3차 탈수공정, 혐기성 소화처리단계의 3차 탈수공정과 액비화단계의 3차 탈수공정은, 처리용량이 소량인 경우는 한대를 공동으로 사용하는 것이 바람직하며, 처리용량이 큰 경우는 각 공정별로 설치하는 것이 바람직하다. 상기 3차 탈수공정의 탈수기도, 원심탈수기, 스크루 프레스, 진공탈수기, 프레코팅 진공탈수기, 압착식 필터 프레스, 벨트 프레스, 진동스크린 또는 회전식 트롬멜 스크린 중에서 한 종류를 선택하여 사용할 수 있으며, 2차 탈수공정의 탈수기에서와 같이 압착식 필터 프레스를 사용하는 것이 바람직하지만, 탈수기 종류는 특별히 제한하지는 않는다.
In the final dewatering process of the final wastewater treatment step, the third dehydration process of the anaerobic digestion treatment step and the third dehydration process of the liquefaction step, when the treatment capacity is a small amount, it is preferable to use a single joint, and the treatment capacity is In the case of large, it is preferable to install by each process. The dehydrator of the third dehydration process, centrifugal dehydrator, screw press, vacuum dehydrator, precoating vacuum dehydrator, compression filter press, belt press, vibrating screen or rotary trommel screen can be selected and used one, It is preferable to use a compression filter press as in the dehydrator of the dehydration process, but the type of dehydrator is not particularly limited.
Ⅶ. 퇴비화단계VII. Composting Stage
1. 혼화공정1. Admixture Process
전처리단계의 1차, 2차 탈수공정에서 배출되는 탈수케이크, 혐기성 소화처리단계의 탈수공정에서 배출된 탈수케이크, 액비화단계의 탈수공정에서 배출되는 탈수케이크가 혼화기(600)에 공급되면 혼화기 믹서(601)로 교반하면서 수분조절제(팽윤제)를 주입하여 함수율이 60∼65wt%로 혼합하여 혼화한 다음, 발효·숙성조 공급 컨베이어(602)에 의해서 퇴비화공정의 발효·숙성조(603)로 보낸다. 이때 필요에 따라서는 수분조절제와 토양개량제를 함께 주입하여 혼화(混和)한 다음, 발효·숙성조 공급 컨베이어(602)에 의해서 퇴비화공정의 발효·숙성조(603)로 보낸다. When the dehydration cake discharged from the dehydration process of the first and second dehydration process of the pretreatment stage, the dehydration cake discharged from the dehydration process of the anaerobic digestion treatment stage, the dehydration cake discharged from the dehydration process of the liquefaction stage is supplied to the mixer 600 A water regulator (swelling agent) is introduced while stirring with a
상기 수분조절제(팽윤제)는, 톱밥, 왕겨, 볏짚, 보릿짚, 밀짚, 수피, 부엽토(腐葉土), 코코넛 피트 또는 이탄(泥炭) 중에서 한 종류 또는 한 종류 이상 혼합한 것을 사용한다.As the moisture control agent (swelling agent), one or a mixture of sawdust, rice hull, rice straw, barley straw, straw, bark, leafy soil, coconut pit or peat is used.
상기 수분조절제는, 톱밥, 왕겨, 볏짚, 보릿짚, 밀짚, 수피, 부엽토, 코코넛 피트 또는 이탄은 흡수성이 우수하면서 C/N(Carbon/Nitrogen)비가 60 이상 되는 것을 사용한다.The moisture control agent, sawdust, rice husk, rice straw, barley straw, straw, bark, leafy soil, coconut pit or peat is used to have a C / N (Carbon / Nitrogen) ratio of more than 60 while absorbing.
토양개량제는, 수분조절제와 유입되는 탈수케이크(유기성 폐기물)를 합한 량의 100중량부에 천매암(千枚岩, Phyllite), 황토(黃土), 질석(蛭石, Vermiculite), 일라이트(Illite), 고령토(Kaolin), 제올라이트(Zeolite), 진주암(Perlite), 벤토나이트(Bentonite), 스멕타이트(Smectite), 몬모릴로나이트(Montmorillonite), 개울바닥 흙 또는 점토함량이 25% 이상 되는 산 흙 중에서 한 종류이상 혼합한 것을 10∼40중량부로 혼합하여 사용한다.Soil modifiers contain 100 parts by weight of the moisture control agent and the inflow of dehydrated cakes (organic wastes), including feldspar, phyllite, loess, vermiculite and illite. Mix at least one of Kaolin, Zeolite, Perlite, Bentonite, Smectite, Montmorillonite, Creek Soil, or Mountain Soil with 25% or more Clay. 10 to 40 parts by weight of the mixture is used.
유기성 폐기물의 C/N비는, 돈분의 경우는 8∼12, 계분(鷄糞)은 8.4, 음식물쓰레기는 9∼20이며, C/N비가 너무 낮으면 NH3가스가 발생하여 악취발생을 유발하면서 질소성분이 유실되며, 반면에 질소의 함량이 낮아 C/N비율이 50 이상일 때에는 미생물활동이 원활하지 못하여 퇴비화 속도가 느려지면서 온도가 하강하므로 C/N 비율을 30∼50 범위로 조정한다. C / N ratios of organic wastes are 8-12 for pigs, 8.4 for poultry meal and 9-20 for food waste, and too low C / N ratios cause NH 3 gas to cause odor. While nitrogen is lost, on the other hand, when the C / N ratio is over 50 due to low nitrogen content, microbial activity is not smooth and the composting rate is slowed down and the temperature is lowered, so the C / N ratio is adjusted to 30 to 50.
특히 CEC(Cation exchange capacity) 값이 천연 제올라이트는 100∼150meq/100g, 몬모릴로나이트는 50∼115meq/100g, 질석은 80∼150meq/100g, 일라이트는 25∼40meq/100g, 벤토나이트는 90∼120meq/100g, 스멕타이트는 80∼150meq/100g로 양이온을 흡착 보존하는 능력이 우수하여 보비력(保肥力)이 높은 특성이 있다.
In particular, the CEC (Cation exchange capacity) value is 100 to 150 meq / 100 g for natural zeolite, 50 to 115 meq / 100 g for montmorillonite, 80 to 150 meq / 100 g for vermiculite, 25 to 40 meq / 100 g for illite, and 90 to 120 meq / 100 g for bentonite , Smectite has the ability of adsorbing and preserving cations at 80-150 meq / 100g, and has a high binding force.
2. 발효·숙성공정2. Fermentation and ripening process
전처리단계의 1차, 2차 탈수공정에서 배출되는 탈수케이크, 혐기성 소화처리단계의 탈수공정에서 배출된 탈수케이크, 액비화단계의 탈수공정에서 배출되는 탈수케이크에 수분조절제와 토양개량제를 주입하여 혼화기(600)에서 혼화된 것이 발효·숙성조(603)에 공급되면, 우선 분해가 용이한 유기물이 CO2, H2O, NH3와 같은 간단한 무기물로 분해되면서 반응열에 의해서 온도가 60∼70℃로 올라가면 고온성 미생물(Themophilic bacteria)이 생육하면서 잡균, 해충의 알과 잡초의 씨앗 등이 사멸처리된다. 분해가 용이한 유기물이 소멸(消滅) 되어 온도가 떨어지면 중온성 미생물(Mesophilic Bacteria)이 생육하면서 발효·숙성이 되어 퇴비가 생산된다.Dehydration cake discharged from the first and second dehydration process of the pretreatment stage, dehydration cake discharged from the dehydration process of the anaerobic digestion process, and dehydration cake discharged from the dehydration process of the liquefaction step, When the mixed material at 600 is supplied to the fermentation and
퇴비화공정에서 제일 중요한 부분이 중온성 토양미생물(Mesophilic soil microbes)에 의한 발효·숙성공정으로, 이때 작용하는 중온성 토양미생물은 바실루스 미코이데스(Bacillus mycoides), 바실루스 루테우스(Bacillus luteus)와 같은 간균류(桿菌類), 소랑기움 켈룰로숨(Sorangium cellulosum)과 같은 점액세균, 아스페르길루스 니제르(Aspergillus niger, 黑麴菌)와 같은 곰팡이류 등과 같은 폴리페놀성 화합물(Polyphenolic compounds)을 대사산물(代謝産物)로 배설하여 부식물질(腐植物質)을 생성하는 부식화미생물과 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.)과 같이 생리적 활성물질인 비타민류(Vitamins)를 대사산물로 배설하는 미생물, 푸사리움 속(Fusarium sp.)과 같이 옥신(Auxin)과 같은 성장촉진제인 호르몬류(Hormons)를 배설하는 미생물, 방선균(Actinomycete)과 같이 항생물질을 배설하는 미생물, 무코르 종(Mucor sp.), 페니실리움 종(Penicillium sp.), 푸사리움 종(Fusarium sp.)과 같은 곰팡이류와 같은 부식화 미생물과 공생관계(Symbiotic relationship)에 있는 미생물들에 의해서 식물의 성장에 유용한 물질이 다량 함유한 퇴비가 생산되어야만 양질의 퇴비가 될 수 있다. The most important part of the composting process is fermentation and maturation process by mesophilic soil microbes, and the mesophilic soil microorganisms acting here are livers such as Bacillus mycoides and Bacillus luteus. Polyphenolic compounds such as fungi, mucus bacteria such as Sorangium cellulosum, and fungi such as Aspergillus niger. Fusarium, a microorganism that excretes the corrosive microorganisms that excrete as 代謝 産物 and metabolites of physiologically active vitamins (Vitamins) such as Pseudomonas sp. microorganisms that excrete hormones (Hormons), growth promoters such as auxin, and microorganisms that excrete antibiotics, such as Actinomycete, mukor Growth of the plant by microorganisms in a symbiotic relationship with corrosive microorganisms such as fungi such as species, Penicillium sp. And Fusarium sp. Composts that contain a large amount of useful material must be produced to be of good quality.
상기와 같은 토양미생물은 세포질(Cytoplasm) 또는 세포벽(Cell wall)에 미네랄 함량이 높은 특성이 있으며, 이들 미생물은 흡수가 용이한 미네랄성분이 충분히 공급되었을 때 활발한 대사활동을 하는 특성이 있다. 이와 같은 토양미생물을 수중에서 흡수가 용이한 미네랄을 충분히 공급하여 생육을 활발하게 하는 방법을 BMW(Bacteria-Mineral-Water system)라 하여, 토양미생물을 이용한 공정에 다양하게 이용되고 있다.Soil microorganisms as described above have a high mineral content in the cytoplasm or cell wall, and these microorganisms have active metabolic activity when sufficient mineral components are readily supplied. Bacteria-Mineral-Water system (BMW) has been widely used in the process using soil microorganisms.
상기 토양개량제(Soil conditioner)로 사용하는, 천매암(Phyllite), 황토(Loess), 질석(Vermiculite), 일라이트(Illite), 고령토(Kaolin), 제올라이트(Zeolite), 진주암(Perlite), 벤토나이트(Bentonite), 스멕타이트(Smectite), 몬모릴로나이트(Montmorillonite), 개울바닥 흙 또는 산 흙은 토양미생물에 미네랄공급이 용이한 특성이 있다. Used as the soil conditioner, Phyllite, Loess, Vermiculite, Illite, Kaolin, Zeolite, Pearlite, Bentonite, Bentonite ), Smectite, montmorillonite, stream bed soil or mountain soil have characteristics that make it easy to supply minerals to soil microorganisms.
탈수케이크가 혼화기(600)에서 수분조절제와 토양개량제가 혼화된 것이 발효·숙성조(603)에 공급되면 발효·숙성조 믹서(604)로 30∼50일간 1∼3회/일로 뒤집기를 하면서 호기성 발효를 하여 숙성(熟成)된 완숙퇴비는 삽차(Poclain: 605)로 완숙퇴비투입호퍼(606)에 주입한 다음, 이물질 선별기(607)로 보내어 이물질을 분리 제거한 완숙퇴비는 완숙퇴비 반송 컨베이어(608)에 의해서 발효·숙성조(603) 전단으로 유입되는 전처리단계의 1차, 2차 탈수공정에서 배출되는 탈수케이크, 혐기성 소화처리단계의 탈수공정에서 배출된 탈수케이크, 액비화단계의 탈수공정에서 배출되는 탈수케이크와 수분조절제(팽윤제) 및 토양개량제를 혼합한 양을 기준으로 20∼50%를 반송하고, 나머지 완숙퇴비는 완숙퇴비 이송 컨베이어(609)에 의해서 완숙퇴비저장설비 또는 포장설비공정으로 보내어 포장 후 제품화한다.When the dehydration cake is mixed with the moisture control agent and the soil improving agent in the
전처리단계의 1차, 2차 탈수공정에서 배출되는 탈수케이크, 혐기성 소화처리단계의 탈수공정에서 배출된 탈수케이크, 액비화단계의 탈수공정에서 배출되는 탈수케이크의 처리용량이 적은 경우는, 완숙퇴비 반송 컨베이어(608)를 생략하고, 완숙퇴비를 삽차(605)를 이용하여 발효·숙성조(603) 전단으로 반송할 수도 있다. When the dehydration cake discharged from the dehydration process of the first and second dehydration process of the pretreatment stage, the dehydration cake discharged from the dehydration process of the anaerobic digestion process, and the dehydration cake discharged from the dehydration process of the liquefaction stage are returned to the mature compost, The
발효·숙성조(603)에서 배출되는 침출수가 침출수 저장조(610)에 유입되면 침출수 이송펌프(611)로 발효·숙성조(603)의 고온부에 온도조절용으로 반송살포하고, 남는(잉여) 침출수는 전처리단계의 저장조로 보낸다.When the leachate discharged from the fermentation and
전처리단계의 1차, 2차 탈수공정에서 배출되는 탈수케이크, 혐기성 소화처리단계의 탈수공정에서 배출된 탈수케이크, 액비화단계의 탈수공정에서 배출되는 탈수케이크가 혼화기(600)에서 수분조절제(팽윤제)와 토양개량제를 혼합하고 혼화한 것이 발효·숙성조(603)에 유입되어 발효·숙성조믹서(604)로 뒤집기를 하면 호기성 미생물에 의해서 분해가 용이한 단순 단백질(Simple protein), 탄수화물(Carbonhydrate) 등이 간단한 CO2, H2O, NH3 등의 무기물로 분해되면서 반응열로 인하여 발효 3∼4일 후에는 온도가 60∼70℃로 올라가면 바실루스 스테아로써모필루스(Bacillus stearothermphilus), 바실루스 써모레오보란스(Bacillus thermoleovorans), 클로스트리디움 데르모켈룸(Clostridium thermocellum), 클로스트리디움 데르모삭카롤리티쿰(Clostridium thermosaccharolyticum), 클로스트리디움 테르모아케티쿰(Clostridium thermoaceticum), 클로스트리디움 데르모히드로켈푸리쿰(Clostridium thermohydrosulfuricum), 락토바실루스 써모필루스(Lactobacillus thermphilus), 스트렙토코쿠스 써모필루스(Streptococcus thermphilus), 스트렙토미세스 써모필루스(Streptomyces thermphilus) 등의 고온성 미생물이 생육하면서 잡균(雜菌), 해충(害蟲)의 알과 잡초(雜草)의 씨앗 등이 사멸처리된다. 이때 온도가 70℃ 이상에서 장시간 지속 되면 중온성 미생물이 사멸되어 후속처리인 중온발효(中溫醱酵)가 원활하게 진행되지 않아 완숙된 퇴비가 되지 않기 때문에 발효·숙성조(603)에서 침출수 저장조(610)에 배출된 침출수를 침출수이송펌프(611)로 발효·숙성조(603)의 고온부에 살포하여 온도가 60∼70℃가 유지되도록 하면서, 남는 침출수는 전처리단계의 저장조로 보낸다.Dehydration cake discharged from the first and second dehydration process of the pretreatment stage, dehydration cake discharged from the dehydration process of the anaerobic digestion stage, dehydration cake discharged from the dehydration process of the liquefaction stage is a moisture control agent (swelling) in the
발효·숙성조(603)에서 원활한 발효·숙성이 일어나게 하기 위해서는, 완숙퇴비의 일부를 완숙퇴비 반송 컨베이어(608) 또는 삽차(605)로 발효·숙성조(603) 전단으로 종 미생물용으로 유입되는 전처리단계의 1차, 2차 탈수공정에서 배출되는 탈수케이크, 혐기성 소화처리단계의 탈수공정에서 배출된 탈수케이크, 액비화단계의 탈수공정에서 배출되는 탈수케이크와 수분조절제를 합한 량의 20∼50wt%를 반송할 필요가 있다.In order for the fermentation and maturation to take place in the fermentation and
상기 발효·숙성조 믹서(604)는, 로터리형(Rotary type), 스쿠프형(Scoop type), 스크루형(Screw type), 크레인형(Crane type), 스크루·오거형(Screw·auger type), 캐터필러(Caterpillar)를 장비한 자주식 교반형(Self-propelled mixing type) 또는 버킷로더 교반형(Bucket loader mixing type) 중에서 한 종류를 사용할 수 있다.The fermentation and aging
그리고 퇴비화에서 발효·숙성은 주로 도 7에서와 같이 개방·직선형(開放·直線型)을 사용하지만, 개방·직선형 발효·숙성조(603) 이외의 개방식원형형발효장치(開放式円形型醱酵裝置), 개방식회행형발효장치(開放式回行型醱酵裝置), 개방식교반발효장치(開放式攪拌醱酵裝置), 개방식종형발효장치(開放式縱型醱酵裝置), 개방식횡형발효장치(開放式橫型醱酵裝置), 엔드리스 스쿠프형(Endless Scoop type) 발효장치, 상형통기발효장치(箱形通氣醱酵裝置), 로터리 킬른식(Rotary kiln type)밀폐횡형발효장치(密閉橫型醱酵裝置) 또는 밀폐식종형발효장치(密閉式縱型醱酵裝置), 밀폐형다단식종형발효장치(密閉型多段式縱型醱酵裝置) 중에서 한 종류의 발효장치를 이용하여 발효를 할 수도 있으며, 본 발명에서는 발효·숙성조(603)의 형태에는 특별히 제한하지는 않는다. 밀폐식종형발효장치, 개방식종형발효장치 등을 적용하는 경우는 고온발효 부분과 중온발효 부분을 분리하여 설비하는 것이 바람직하다.In fermentation and fermentation, the fermentation and aging are mainly open and linear, as shown in Fig. 7, but the open-type fermentation apparatus other than the open and linear fermentation and aging
상기 발효·숙성공정에서 전처리단계의 1차, 2차 탈수공정에서 배출되는 탈수케이크, 혐기성 소화처리단계의 탈수공정에서 배출된 탈수케이크, 액비화단계의 탈수공정에서 배출되는 탈수케이크가 발효되어 퇴비가 생성되는 반응 메커니즘(Mechanism)을 고려하면 다음과 같다.In the fermentation and maturation process, the dehydration cake discharged from the first and second dehydration steps of the pretreatment step, the dehydration cake discharged from the dehydration step of the anaerobic digestion step, and the dehydration cake discharged from the dehydration step of the liquefaction step are fermented. Considering the reaction mechanism (Mechanism) is generated as follows.
유기물질 ―토양미생물(부식화 미생물)→ 폴리페놀성 화합물(대사산물) + CO2 + H2O + Energy …………………………………………………………………⒂Organic matter-soil microorganisms (corrosive microorganisms) → polyphenolic compounds (metabolites) + CO 2 + H 2 O + Energy. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ⒂
폴리페놀성화합물 + 공기(O2) ―산화효소→ 퀴논화합물 + H2O2 ……(16)Polyphenolic compound + air (O 2 )-oxidase → quinone compound + H 2 O 2 . ... (16)
퀴논화합물 + 난분해성 유기물(리그닌, 셀룰로오스, 타닌 등) + 휘발성물질(NH3, H2S, 메르캅탄류, 다이메틸설파이드 …등) ―중축합반응→ 부식전구물질(腐植前驅物質) …………………………………………………………………………(17)Quinone compounds + hardly decomposable organic substances (lignin, cellulose, tannin, etc.) + volatile substances (NH 3 , H 2 S, mercaptans, dimethyl sulfide, etc.)-polycondensation reaction → corrosion precursor material. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (17)
부식전구물질 + 부식화미생물과 공생미생물(Penicillium sp., Pseudomonas sp. … 등) → 부식물질 + 생리적 활성화물질인 비타민류 + 성장촉진물질인 호르몬 + 항생물질 (완숙퇴비)………………………………………………………………(18)
Corrosive precursors + corrosive microorganisms and symbiotic microbes (Penicillium sp., Pseudomonas sp.… Etc.) → corrosive substances + vitamins as physiologically active substances + hormones as growth promoters + antibiotics (composting compost)… ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (18)
Ⅷ. 탈취처리단계Iii. Deodorization step
1. 생물학적 탈취공정1. Biological deodorization process
축산분뇨, 인분, 음식물쓰레기, 농·수산물가공공정에서 배출되는 유기성 폐기물, 식품가공공정에서 배출되는 유기성 폐기물, 도축공장에서 배출되는 유기성 폐기물은 미생물에 의해서 쉽게 분해될 수 있는 탄수화물(Carbohydrate), 단순단백질(Simple protein) 등이 CO2, H2O와 같은 간단한 무기물로 분해되면서 NH3, H2S, 메르캅탄류(Mercaptans, Thiols), 휘발성 아민류(Light amines), 인돌류(Indole), 스카톨(Skatole)과 같은 휘발성 악취발생물질이 발생하면서 악취가 발생하게 된다.Livestock manure, phosphorus, food waste, organic waste from agricultural and aquatic products, organic waste from food processing, and organic waste from slaughterhouses are carbohydrates that can be easily decomposed by microorganisms. As simple proteins are broken down into simple minerals such as CO 2 and H 2 O, NH 3 , H 2 S, Mercaptans, Thiols, Light amines, Indole, Ska Odor is generated while volatile odor generating substances such as skatole are generated.
본 발명에서는 상기 유기성 폐기물의 전처리 단계, 혐기성 발효단계, 액비화단계와 퇴비화단계의 악취물질이 발생하는 지점에서 악취물질을 악취물질흡입송풍기(700)로 흡입하여 충전물(702)이 충전된 생물탈취탑(701) 하부로 공급하고, 호기성 생물학적 폐수처리단계에서 배출되는 잉여오니를 생물탈취탑(701) 상부로 보낸다.In the present invention, the biological deodorization tower filled with the
그리고 미생물 먹이로, 폐수 집수조(200)에 유입된 폐수 0.2∼0.5%를 생물탈취탑(701)으로 보낸다.And microbial food, 0.2-0.5% of the wastewater introduced into the
이때 미생물의 생육을 활발하게 하기 위해서 소금을 생산하면서 부산물로 생산된 간수(苦汁)를 생물탈취탑(701)에도 공급되는 폐수 100중량부에 0.01∼0.03중량부의 비율로 생물탈취탑(701)에도 공급한다. At this time, in order to promote the growth of microorganisms, the salt water produced as a by-product while producing salt is also added to the biological deodorization tower 701 at a ratio of 0.01 to 0.03 parts by weight to 100 parts by weight of wastewater supplied to the biological deodorization tower 701. Supply.
생물탈취탑(701)에 충전하는 충전물(702)은 유문암(Rhyolite), 대사이드(Dacite), 페그마타이트(Pegmatite), 화강암(Granite) 또는 천매암(Phyllite) 중에서 한 종류의 쇄석(碎石), 또는, 목재 칩(Wood chip) 중에서 한 종류의 충전물(702)을 기체의 접촉시간이 1.2∼2초의 범위가 되도록 충전한다. Filling 702 filling the biodeodorization tower 701 is one of rhyolite, Dacite, Pegmatite, Granite or Phyllite, or crushed stone. One type of
생물탈취탑(701)은 악취물질흡입송풍기(700)에서 악취물질을 함유한 기체의 질량속도(G)와 생물탈취탑순환펌프(703)에서 공급하는 흡수액과 용수(L)의 질량속도 비(L/G)가 0.2∼0.6의 범위가 되게 하며, 탑의 면적을 결정은, 충전물(702)의 종류에 따른 익류점(Flooding point)과 로딩점(Loading point)을 고려하여 결정하는 것이 원칙이지만, 일반적으로 탑의 면적은 가스의 유속이 0.15∼0.3m/초의 범위로 하고, 접촉시간은 1.5∼2초 범위로 하며, 흡수액은 질량속도 비(L/G)가 0.2∼0.6의 범위로 하면 무난하다.The biological deodorization tower 701 is a mass velocity ratio (G) of the gas containing the odorous substance in the odorous
그리고 생물탈취탑(701)의 하부에 순환액의 저장용량은 생물탈취탑 순환펌프(703)의 펌핑 유량을 기준으로 체류시간이 20∼30분이 되도록 한다.And the storage capacity of the circulating fluid in the lower portion of the biological deodorization tower 701 so that the residence time is 20 to 30 minutes based on the pumping flow rate of the biological deodorization
상기 탈취처리공정에서 악취물질이 제거되는 메커니즘을 설명하면 다음과 같다.The mechanism of removing the malodorous substance in the deodorizing process is as follows.
상기 호기성 생물학적 폐수처리단계에서 배출되는 잉여오니에는 유기물을 섭취하여 폴리페놀화합물을 대사산물로 배설하여 부식물질을 생성하는 부식화미생물과 이들 미생물과 공생관계에 있는 미생물이 함유되어 있기 때문에 NH3, H2S, 메르캅탄류(Mercaptans, Thiols), 휘발성 아민류(Light amines), 인돌류(Indole), 스카톨(Skatole)과 같은 휘발성 악취발생물질을 비휘발성의 거대고분자물질인 부식전구물질 또는 부식물질로 전환하여 악취발생물질을 1차 제거된다.Since the corrosion screen microorganisms and these microorganisms and microorganisms in symbiosis is contained by the ingestion of excess sludge, the organic matter discharged from the aerobic biological waste water treatment stage arranged a polyphenol compound as a metabolite of generating corrosion material NH 3, Volatile odor generating substances such as H 2 S, mercaptans (Thiols), volatile amines (Light amines), indole, scarlet (Skatole) can be a non-volatile macromolecular substance, corrosion precursors or corrosion The odor generating substance is first removed by converting it into a substance.
유기물 + 공기(O2) ―부식화미생물→ 폴리페놀화합물(미생물 대사산물) + CO2 + H2O …………………………………………………………………(19)Organic matter + air (O 2 )-corrosive microorganisms → polyphenol compounds (microbial metabolites) + CO 2 + H 2 O. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (19)
상기 폴리페놀화합물은 공기 중에서 폴리페놀옥시다아제(Polyphenol oxidase)와 같은 산화효소의 촉매반응에 의해서 퀴논화합물을 생성한다.The polyphenol compound generates a quinone compound by catalytic reaction of an oxidase such as polyphenol oxidase in air.
폴리페놀화합물 + 공기(O2) ―산화효소(Oxidase)→ 퀴논화합물 + H2O2…(20)Polyphenol Compound + Air (O 2 )-Oxidase → Quinone Compound + H 2 O 2 . (20)
상기 퀴논화합물은 생물학적으로 비휘발성 물질인 부식전구물질(腐植前驅物質)을 생성하면서, 이때 악취발생물질인 휘발성의 NH3, H2S, 메르캅탄류, 휘발성 아민류, 인돌류, 스카톨과 같은 악취물질과 중·축합반응을 하여 비휘발성의 부식전구물질로 전환되면서 악취발생이 억제하게 된다. 그리고 부식전구물질은 시간이 지나면서 부식화미생물 및 이들 미생물과 공생관계에 있는 토양 미생물에 의해서 안정된 부식물질로 전환하게 된다.The quinone compound generates a corrosive precursor material which is a biologically nonvolatile material, and at this time, odorous substances such as volatile NH 3 , H 2 S, mercaptans, volatile amines, indole, and scarlet Odor substances are suppressed by converting them into non-volatile corrosion precursors by performing polycondensation reaction with odorous substances. Corrosion precursors are converted to stable corrosive substances by the corrosive microorganisms and soil microorganisms which have a symbiotic relationship with these microorganisms over time.
퀴논화합물 + 휘발성유기물(NH3, H2S, 메르캅탄류, 휘발성 아민류, 인돌류, 스카톨과 같은 악취발생물질) ―중·축합반응→ 부식전구물질(비휘발성 물질)→→…→ 부식물질 …………………………………………………………………(21)
Quinone compound + volatile organic matter (NH 3 , H 2 S, mercaptans, volatile amines, indole, odor generating substances such as scatol)-Polycondensation reaction → Corrosion precursor (non-volatile substance) →→…. → corrosive substances ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (21)
2. 화학적 탈취공정2. Chemical deodorization process
상기 생물학적 탈취처리에 의해서 1차 탈취처리된 탈취가스는 산과 산화제에 의한 화학적 탈취에 의해서 탈취처리를 한다.The deodorizing gas subjected to the first deodorization treatment by the biological deodorization treatment is deodorized by chemical deodorization with an acid and an oxidizing agent.
상기 생물학적 탈취공정에서 1차 탈취처리된 탈취가스를 화학탈취탑 공급 송풍기(704)로 화학탈취탑(705) 하부로 공급하고, 화학탈취액저장조(708)의 화학탈취액을 화학탈취탑순환펌프(709)로, 충전물(706)이 2단으로 충전된 화학탈취탑(705) 충전물(706) 중간 단으로 일부 반송하면서, 나머지 화학탈취액은 충전물(706) 상단으로 용수와 함께 공급하여 화학탈취탑(701) 하부에서 상승하는 악취물질과 충전물(706)에서 향류접촉(向流接觸) 하도록 하여 악취성분을 제거한다. 이때 악취물질이 제거되는 반응메커니즘은 다음과 같다. In the biological deodorization process, the first deodorization gas is supplied to the lower portion of the
1) 산에 의한 탈취반응1) Deodorization by Acid
NH3 + H2SO4 → NH4HSO4 ……………………………………………………(22)NH 3 + H 2 SO 4 → NH 4 HSO 4 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (22)
2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4 …………………………………………………(232NH 3 + H 2 SO 4 → (NH 4 ) 2 SO 4 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (23
(CH3)3N + H2SO4 → (CH3)3N·H2SO4 ………………………………………(24)
(CH 3 ) 3 N + H 2 SO 4 → (CH 3 ) 3 NH 2 SO 4 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (24)
2) 산화제에 의한 탈취반응2) Deodorization reaction by oxidizing agent
2NaClO + H2SO4 → Na2SO4 + HClO ………………………………………(25)2NaClO + H 2 SO 4 ≧ Na 2 SO 4 + HClO... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (25)
H2S + 4HClO → H2SO4 + 4HCl ………………………………………(26)H 2 S + 4HClO → H 2 SO 4 + 4HCl... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (26)
H2S + HClO → H2O + S + HCl ………………………………………(27)H 2 S + HClO → H 2 O + S + HCl... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (27)
2NH3 + 3HClO → N2↑ + 3HCl + 3H2O ……………………………………(28)2NH 3 + 3HClO → N 2 ↑ + 3HCl + 3H 2 O... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (28)
(CH3)3N + HClO → (CH3)3NO·HCl ……………………………………(29)(CH 3 ) 3 N + HClO → (CH 3 ) 3 NO.HCl... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (29)
CH3SH + 3NaOCl → CH3SO3H + 3NaCl ……………………………………(30)CH 3 SH + 3 NaOCl → CH 3 SO 3 H + 3NaCl... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (30)
(CH3)2S + 3HClO → (CH3)2SO3 + 3HCl ……………………………………(31)(CH 3 ) 2 S + 3 HClO → (CH 3 ) 2 SO 3 + 3 HCl... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (31)
(CH3)2S2 + 2HClO → (CH3)2S2O2 + 2HCl …………………………………(32)(CH 3 ) 2 S 2 + 2HClO → (CH 3 ) 2 S 2 O 2 + 2HCl... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (32)
화학탈취액저장조(708)의 화학탈취액은, 과산화수소(H2O2), 차아염소산소다(NaClO), 이산화염소(ClO2), 오존(O3) 또는 염소(Cl2) 중에서 한 종류에 수소이온농도지시제어스위치(pH indicating control switch, pHIS)를 조정하여 pH를 1∼3의 범위로 황산을 공급한 산화제를 산화환원전위지시제어스위치(Oxidation-reduction potential indicating control switch, ORPIS)를 조정하여 산화환원전위 값이 +800∼+1,100㎷ 범위로 주입한다.The chemical deodorant of the chemical
그리고 화학탈취탑 순환펌프(709) 토출부에서 배출되는 배출수는 전처리단계의 중화조(102)로 보내어 중화제로 이용한다.The discharged water discharged from the discharge section of the chemical deodorization
화학탈취탑(705)에 충전하는 충전물(706)의 재질은 내식성이 우수한 스테인리스강(Stainless steel), 자기(Porcelain), PVC(Polyvinylchloride), PE(Polyethylene), PP(Polypropylene), ABS수지(Acrylonitrile butadiene styrene copolymer), 아크릴수지(Acrylic resin), 에보나이트(Eebonite) 또는 베이클라이트(Bakelite) 중에서 한 종류의 라시히링(Raschig ring), 폴링(Pall Ring), 라프락스링(Raflux ring), 레싱링(Lessing Ring), 십자분할링(Cross partition ring), 새들형(Saddle type) 또는 볼형(Ball type) 중에서 한 종류를 가스의 접촉시간이 1.2∼2초의 범위가 되도록 충전한다. Material of the
화학탈취탑(705)은 화학탈취탑 공급 송풍기(704)에서 악취가스질의 질량속도(G)와 화학탈취탑 순환펌프(709)에서 공급하는 흡수액과 용수(L)의 질량속도 비(L/G)가 0.2∼0.6의 범위가 되게 하며, 탑경(塔徑)은 충전물(706)의 종류에 따른 익류점(Flooding point)과 로딩 점(Loading point)을 고려하여 결정하는 것이 원칙이지만, 일반적으로 탑의 면적은 가스의 유속이 0.15∼0.3m/초의 범위로 하면 무난하다.The
화학탈취액 저장조(708)의 용량은 화학탈취탑 순환펌프(709)의 펌핑(Pumping) 유량을 기준으로 체류시간이 20∼30분이 되도록 한다.The capacity of the chemical
그리고 분뇨처리에서와 같이 생물학적 탈취처리만으로도 악취가 완벽하게 제거되는 경우에는 화학적 탈취공정은 생략하여도 상관이 없다.In the case where the odor is completely removed by the biological deodorization treatment as in the manure treatment, the chemical deodorization process may be omitted.
인분, 축산분뇨, 산업공장에서 배출되는 유기물농도가 높은 폐수, 매립장침출수, 도축공장폐기물, 식품가공공장폐기물, 농·수산물 가공공정에서 배출되는 폐기물, 음식물쓰레기, 하수처리 슬러지(Sludge), 산업폐기물매립지침출수와 같이 유기물농도와 함수율이 높아 합리적인 처리방법이 없어 현재까지 대부분 해양투기를 하고 있으나, 국제협약에 의해 앞으로 해양투기가 금지되면 본 발명은 상기 실시예 1, 2, 3에서 보는 바와 같이 희석수를 사용하지 않고서도 배출기준치 이하로 처리할 수 있기 때문에 유기물농도와 함수율이 높은 유기성 폐기물처리에 널리 이용될 것으로 본다. Serum, livestock manure, wastewater with high organic concentration from industrial plants, landfill leachate, slaughterhouse waste, food processing plant waste, waste from agricultural and aquatic product processing, food waste, sludge treatment, industrial waste Since there is no rational treatment method due to high organic matter concentration and water content, such as landfill leachate, most of the marine dumping to date, but if the ocean dumping is prohibited by the international convention in the future, the present invention is diluted as shown in Examples 1, 2, 3 Because it can be treated below the emission standard without using water, it is expected to be widely used for treating organic waste having high organic matter concentration and high moisture content.
100: 반응조 101: 반응조교반기
102: 중화조 103: 중화조교반기
104: 혼합조 105: 혼합조 믹서(Mixer)
106: 백 필터(Bag filter) 107: 로터리 피더(Rotary feeder)
108: 전처리 된 유기성 폐기물 저장조 109: 2차 탈수공정공급펌프
200: 집수조 201: 강판(導體)
202: 철망 전극 203: 폐수 이송펌프
204: 정전압발생장치 204a: 변압기
204b: 전압조정기 204c: 1차 코일(Coil)
204d: 철심 204e: 2차 코일
204f: 절연처리 단말 204g: 출력선
204h: 접지 205: 자화기(磁化器)
206: 1차 폭기조 207: 1차 침전조
208: 1차 침전조 레이크(Rake) 209: 1차 반송펌프
210: 1차 미생물활성화조 211: 1차 생물반응기
212: 충전물 213: 송풍기(Air blower)
300: 2차 폭기조 301: 2차 침전조
507: 2차 침전조레이크 303: 2차 반송펌프
304: 2차 미생물활성화조 305: 2차 생물반응기
306: 충전물 400: 산화·살균조
401: 산화·살균조교반기 402: 중화조
403: 중화조교반기 404: 응집조
405: 응집조교반기 406: 3차 침전조
407: 3차 침전조레이크 408: 슬러지이송펌프
409: 중간 처리수조 410: 여과기공급펌프
411: 여과기 412: 여재(濾材)
500: 액화조 501: 액화조 믹서(Mixer)
502: 가온 재킷(Heating jacket) 503: 보온재
504: 액상 유기성 폐기물 저장조 505: 1차 혐기성 발효조공급펌프
506: 고형물이송펌프 507: 1차 혐기성 발효조
508: 1차 혐기성 발효조 교반기 509: 2차 혐기성 발효조
510: 2차 혐기성 발효조 스크래퍼(Scrapper)
511: 메테인가스저장탱크 실 피트(Seal pit)
512: 메테인가스저장탱크 513: 발효 슬러지 이송펌프
514: 마그네슘염반응조 515: 마그네슘염반응조교반기
516: 응집조 517: 응집조교반기
518: 혐기성 소화공정 침전조 519: 혐기성 소화공정 침전조 레이크
520: 3차 탈수기공급펌프 521: 희석수조
522: 액비화조공급펌프 523: 액비화조
524: 액비저장탱크공급펌프 525: 액비저장탱크
526: 액비이송펌프 600: 혼화기
601: 혼화기 믹서 602: 발효·숙성조 공급 컨베이어
603: 발효·숙성조 604: 발효·숙성조 믹서
605: 삽차 606: 완숙퇴비 투입 호퍼
607: 이물질선별기 608: 완숙퇴비 반송 컨베이어
609: 완숙퇴비 이송 컨베이어 610: 침출수 저장조
611: 침출수 이송펌프 700: 악취물질흡입 송풍기
701: 생물탈취탑 702: 충전물
703: 생물탈취탑 순환펌프 704: 화학탈취탑 공급송풍기
705: 화학탈취탑 706: 충전물
707: 데미스터(Demister) 708: 화학탈취액 저장조
709: 화학탈취탑 순환펌프
ⓢ: 솔레노이드밸브(Solenoid valve) FI: 유량지시계(Flow indicator)
LT: 수위송신기(Level transmitter) LS: 수위 제어스위치(Level switch)
LIC: 수위지시제어기(Level indicating controller)
pHT: 수소이온농도전달장치(pH transmitter) M: 모터(Motor)
pHIS: 수소이온농도지시제어스위치(pH indicating control switch)
TI: 온도지시계(Temperature indicator)
TT: 온도송신기(Temperature transmitter)
TIC: 온도지시제어기(Temperature indicating controller)
DOI: 용존산소지시계(Dissolved oxygen indicator)
ORPT: 산화환원전위 전달장치(Oxidation reduction potential transmitter)
ORPIS: 산화환원전위지시제어스위치(Oxidation reduction potential indicating control switch)100: reactor 101: reaction tank stirrer
102: Chinese Tank 103: Chinese Tank Agitator
104: mixing tank 105: mixing tank mixer (Mixer)
106: Bag filter 107: Rotary feeder
108: pretreated organic waste storage tank 109: secondary dewatering process feed pump
200: sump 201: steel sheet
202: wire mesh electrode 203: wastewater transfer pump
204: constant voltage generator 204a: transformer
204b: voltage regulator 204c: primary coil
204d: iron core 204e: secondary coil
204f:
204h: ground 205: magnetizer
206: primary aeration tank 207: primary settling tank
208: primary settling tank Rake 209: primary return pump
210: primary microorganism activation tank 211: primary bioreactor
212: Filling 213: Air Blower
300: secondary aeration tank 301: secondary precipitation tank
507: secondary settling tank 303: secondary conveying pump
304: secondary microbial activator 305: secondary bioreactor
306: Filler 400: Oxidation and Sterilization Tank
401: oxidation and sterilization agitator 402: neutralization tank
403: neutralization agitator 404: agglomeration tank
405: flocculation tank stirrer 406: third settling tank
407: 3rd settling tank 408: sludge transfer pump
409: intermediate treatment tank 410: filter feed pump
411: filter 412: filter medium
500: liquefaction tank 501: liquefaction tank mixer (Mixer)
502: heating jacket 503: insulation
504: liquid organic waste storage tank 505: primary anaerobic fermentation tank feed pump
506: solids transfer pump 507: primary anaerobic fermenter
508: first anaerobic fermenter agitator 509: second anaerobic fermenter
510: secondary anaerobic fermenter scraper
511: methane gas storage tank seal pit
512: methane gas storage tank 513: fermentation sludge transfer pump
514: magnesium salt reaction tank 515: magnesium salt reaction agitator
516: coagulation tank 517: coagulation tank agitator
518: anaerobic digestion process sedimentation tank 519: anaerobic digestion process sedimentation tank
520: third dehydrator feed pump 521: dilution tank
522: liquefaction tank supply pump 523: liquefaction tank supply
524: liquid storage tank supply pump 525: liquid storage tank
526: liquid feeding pump 600: admixture
601: Admixture Mixer 602: Fermentation and Aging Tank Supply Conveyor
603: fermentation and aging tank 604: fermentation and aging tank mixer
605: shovel 606: mature compost hopper
607: Foreign object sorter 608: Finished compost conveyer
609: mature compost transfer conveyor 610: leachate storage tank
611: leachate feed pump 700: odor material suction blower
701: Biodeodorant Tower 702: Fillings
703: biological deodorization tower circulation pump 704: chemical deodorization tower supply blower
705: chemical deodorization tower 706: packing material
707: Demister 708: chemical deodorant reservoir
709: chemical deodorization tower circulation pump
Ⓢ: Solenoid valve FI: Flow indicator
LT: Level transmitter LS: Level switch
LIC: Level indicating controller
pHT: pH transmitter M: Motor
pHIS: pH indicating control switch
TI: Temperature indicator
TT: Temperature transmitter
TIC: Temperature indicating controller
DOI: Dissolved oxygen indicator
ORPT: Oxidation Reduction Potential Transmitter
ORPIS: Oxidation reduction potential indicating control switch
Claims (6)
상기 유기성 폐기물이 저장조에 유입되면, 파쇄 및 이물질을 선별한 다음, 1차 탈수공정에서 탈수된 탈수케이크는 혐기성 소화공정, 퇴비화공정 또는 액비화공정으로 보내고, 1차 탈수공정의 탈수 여액은 석탄회와 칼슘 함유광물을 혼합한 혼합물 또는 칼슘 함유광물과 반응 후 중화처리한 것을 2차 탈수공정으로 보내어 탈수된 탈수케이크를 혐기성 소화공정, 퇴비화공정 또는 액비화공정으로 보내고, 탈수 여액은 1차 호기성 생물학처리공정으로 보내거나, 또는, 파쇄 및 이물질을 선별한 유기성 폐기물에 석탄회와 칼슘 함유광물을 혼합한 혼합물 또는 칼슘 함유광물과 반응 후 중화처리한 것을 2차 탈수공정으로 보내어 2차 탈수공정에서 탈수된 탈수케이크는 혐기성 소화공정, 퇴비화공정 또는 액비화공정으로 보내고, 2차 탈수공정의 탈수 여액은 1차 호기성 생물학처리공정으로 보내는 전처리단계와,
상기 2차 탈수공정의 탈수 여액을 1차 호기성 생물학처리공정으로 보내거나, 또는 물의 개질 처리 후 1차 호기성 생물학처리공정으로 보내어 1차 호기성 생물학처리수는 2차 호기성 생물학처리공정으로 보내는 1차 호기성 생물학처리단계와,
상기 1차 호기성 생물학처리수는 2차 호기성 생물학처리공정에서 처리한 2차 호기성 생물학처리수는 방류하는 2차 호기성 생물학처리단계로 이루어진 것에 특징으로 하는 유기성 폐기물의 처리방법.One of the following: effluent, livestock manure, wastewater with high organic concentrations from industrial plants, slaughterhouse wastes, food processing plant waste, wastes from agricultural and aquatic product processing, food waste, sludge or landfill leachate. In the treatment of kinds of organic waste,
When the organic waste flows into the storage tank, the debris and foreign matters are sorted, and the dehydrated cake dehydrated in the first dehydration process is sent to anaerobic digestion, composting or liquefaction, and the dehydration filtrate of the first dehydration process is coal ash and calcium. After reacting with a mixture containing minerals or minerals containing calcium, neutralization is sent to the secondary dehydration process, and the dehydrated dehydrated cake is sent to anaerobic digestion, composting or liquefaction, and the dehydrated filtrate is subjected to the first aerobic biological treatment process. The dehydrated cake dehydrated in the second dehydration process is sent to the second dehydration process, or sent to the second dehydration process by neutralizing the mixture after mixing coal ash and minerals with minerals or the calcium-containing minerals to the organic waste that has been crushed and foreign matter. Sent to anaerobic digestion process, composting or liquefaction process, the dehydration filtrate of the second dehydration process is 1 And the pre-treatment step are sent to an aerobic biological treatment step,
Send the dewatered filtrate of the second dehydration process to the first aerobic biological treatment process, or send the first aerobic biological treatment water to the second aerobic biological treatment process after the water reforming treatment to the first aerobic biological treatment process Biological processing steps,
The first aerobic biological treatment water is a secondary aerobic biological treatment water treated in the second aerobic biological treatment process is characterized in that the organic aerobic biological treatment step comprising the discharge step of aerobic biological treatment.
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