KR20130083147A - 축산폐수 정화장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 축산폐수 정화장치는 축산폐수원액을 저장하는 저장조(W)와; 저장탱크로부터 이송받은 축산폐수원액에 응집제를 투입하여 고형물과 폐수를 1차로 분리하는 응집부상조(A)와; 응집부상조(A)에 저장된 고체와 액체로 이루어지며 응집제가 포함된 고액폐수를 이송받아 여과하는 여과 처리조(B)와; 여과 처리조(B)로부터 여과된 폐수를 이송받아 염소제와 활성탄을 투입하여 교반시키는 교반조(C)와; 교반조(C)로부터 이송받은 혼합폐수에 응집제를 투입하고 고형물을 재분리하여 정화된 물을 생성하는 최종수 처리조(D)와; 최종수를 이송받아 저장하고 하천으로 방류하는 방류수조(E)와; 응집제를 혼합하여 응집부상조(A)와 최종수 처리조(D)에 공급하는 응집제 혼합조(F)와; 응집부상조(A)에서 생성된 고형물을 이송받아 탈수하는 탈수기(G)를 포함하여 이루어져서, 정화성능을 대폭적으로 향상시켜 환경기준을 충족시키고, 정화약품과 희석용수의 량을 기존에 비해 1/10정도 수준으로 낮출 수 있으며, 또한 응집부상조에서 생긴 고형분 퇴적물을 탈수기에서 탈수시켜 건조한 후 분쇄기를 이용해 잘게 분쇄하거나 조개탄처럼 크게 제조하여 비료와 하우스 연료로 사용 할 수 있도록 함으로써 축산폐수로 인한 환경오염을 방지함과 더불어 축산폐수를 처리하는 비용을 절감할 수 있는 축산폐수정화장치다.

Description

축산폐수 정화장치 및 방법{A Method And Device For Treatment The Waste Water of Animals}
본 발명은 축산폐수 정화장치에 관한 것으로, 축산폐수를 다단계로 분리하여 처리하는 장치로서, 이물질 응집제를 첨가하여 액체와 고형물로 분리하고, 분리된 액체는 활성탄을 이용하여 다시 정화시켜 하천으로 방류시키며, 고형물은 탈수기에서 건조시키고 분쇄기에서 분쇄하여 비료나 연료로 재활용하여 폐수로 인한 환경오염을 방지함과 동시에 영농비용을 절감하는 축산폐수 정화장치와 그 정화처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 축산폐수는 많은 수분과 고형물을 함유하고 있어, 이를 처리하는데 과다하게 비용이 소요되고, 또한 축산폐수 내의 유기물은 분해할 때 심한 악취가 발생하고 인체에 유해한 병원균이 자생하므로, 그대로 방류할 경우 심각한 수질오염과 대기오염을 유발할 수 있다.
이에 따라 축산폐수를 응집제와 활성탄 등의 약품을 이용하여 정화처리 하고 있으나, 축산분뇨에는 고형분이 많아서 정화에 어려움이 있고, 또한 정화처리에 필요한 약품 비용이 과다하게 소요되고 있다.
축산폐수 정화처리에 관한 종래기술에는 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0091047호의 축산폐수처리장치 및 처리방법이 공지되어 있다.
상기 종래기술은 도 1에 도시한 바와 같이, 축산폐수원액을 모으는 저류조(1), 축산폐수원액을 희석용수로 희석하여 희석폐수를 만드는 조절조(2), 희석폐수를 완속교반 하면서 응집제와 산소발생기에 의하여 부유물을 부상시켜 고액폐수를 만드는 응집상부조(3), 고액폐수로부터 고형분을 분리하여 분리액을 만드는 탈수기(4), 분리액을 수산화나트륨 접촉에 의하여 강 알카리화시켜서 알카리성 폐수를 만드는 알카리화조(5), 알카리성 폐수를 급속교반시켜 오존, 과산화수소와 황산의 접촉에 의하여 강 산화시켜서 산성폐수를 만드는 중화조(7), 산성 폐수를 여과하여 여과 처리수를 만드는 샌드필터(8), 여과 처리수의 잔여 성분을 흡착하여 최종 처리수를 만드는 활성탄필터(9), 최종 처리수를 모으고 일부는 방류하고 일부는 보충수로 공급하는 방류수조(10)로 이루어져 축산폐수원액을 정화하는 장치이다.
그러나 상기 종래기술은 축산폐수원액을 희석하기 위하여 다량의 희석용수를 공급함에 따라 각 구성요소를 대형화하여야 하고 산소발생기와 오존발생기를 사용하므로, 폐수원액교반 등의 부하가 커져서 소비전력이 증가하는 것은 물론, 정화처리용 약품이 다량으로 소요되어 축산폐수 처리에 과다한 비용이 투입되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 여러 단계에 의해 축산폐수를 정화처리 하면서, 정화처리에 소요되는 응집제를 복수의 단계로 나누어 투입하고, 정화처리 중간단계에서 응집제가 포함된 중간처리수를 재활용하여 응집제와 희석용수를 절감하면서 발생되는 축산폐수를 소형의 정화장치로 정화할 수 있는 장치와 방법을 제공하는 것이다.
그리고 정화장치에서 발생된 고형분 퇴적물을 탈수시키고 건조 장치로 건조한 후 잘게 분쇄하거나 조개탄처럼 일정 크기로 분쇄하여 비료와 하우스 연료로 사용할 수 있도록 한 축산폐수 정화처리 장치 및 정화방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 과제를 달성하기 위한 여러 가지 구조와 이에 따른 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 축산폐수원액을 저장하는 저장조(W)와; 저장탱크로부터 이송받은 축산폐수원액에 응집제를 투입하여 고형물과 폐수를 1차로 분리하는 응집부상조(A)와; 응집부상조(A)에 저장된 고체와 액체로 이루어지며 응집제가 포함된 고액폐수를 이송받아 여과하는 여과 처리조(B)와; 여과 처리조(B)로부터 여과된 폐수를 이송받아 염소제와 활성탄을 투입하여 교반시키는 교반조(C)와; 교반조(C)로부터 이송받은 혼합폐수에 응집제를 투입하고 고형물을 재분리하여 정화된 물을 생성하는 최종수 처리조(D)와; 최종수를 이송받아 저장하고 하천으로 방류하는 방류수조(E)와; 응집제를 혼합하여 응집부상조(A)와 최종수 처리조(D)에 공급하는 응집제 혼합조(F)와; 응집부상조(A)에서 생성된 고형물을 이송받아 탈수하는 탈수기(G)를 포함하여 축산폐수정화장치를 제공하도록 한다.
또한, 본 발명의 축산폐수정화처리 방법은, 축산폐수원액을 희석용수로 희석하여 희석폐수를 만드는 조절단계, 상기 희석폐수를 완속교반하면서 응집제 첨가하여 고액폐수를 만드는 응집단계, 상기 응집제가 첨가된 고액폐수를 나팔형 물막이를 이용하여 큰 이물질은 밑으로 여과하고 침전되지 않은 작은 이물질은 흡인하여 배출하는 고액폐수 여과 처리단계, 상기 여과 처리된 고액폐수에 활성탄을 첨가하여 정화하는 활성탄 첨가단계, 상기 활성탄이 첨가된 처리수에 2차적으로 응집제를 첨가하여 최종 처리수를 만드는 최종처리 정화단계, 상기 최종 처리수를 모으고 일부는 방류하는 방류단계, 상기 최종 처리수 중 일부를 희석용수를 대신하는 보충수로서 상기 응집부상조에 혼입시키는 보충단계, 상기 응집부상조에서 생긴 고형분 퇴적물을 탈수기에서 탈수시켜 터널식 콤베어 이동장치에 설치된 적외선 건조 장치로 재차 건조한 후 분쇄기를 이용해 잘게 분쇄하거나 조개탄처럼 크게 분쇄하는 축산폐수 고형분 최종처리 단계로 처리하는 방법을 제공하도록 한다.
본 발명에 따른 정화 처리조를 여러 단계 나눠 분리하고 첨가되는 응집제 또한 단계별로 나누어 투입되는 방식과 중간처리 단계에서 1차적으로 처리된 처리수를 연속 반복 순환방식으로 다시 사용함으로써, 정화성능을 대폭적으로 향상시켜 환경기준을 충족시키고, 사용되는 응집제와 희석용수의 량을 기존에 비해 1/10정도 수준으로 낮출 수 있으며, 또한 응집부상조 에서 생긴 고형분 퇴적물을 탈수기에서 탈수시켜 건조한 후 분쇄기를 이용해 잘게 분쇄하거나 조개탄처럼 크게 분쇄하여 비료와 하우스 연료로 사용 할 수 있도록 함으로써 축산폐수로 인한 환경오염을 방지함과 더불어 축산폐수를 처리하는 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 축산폐수 처리장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 축산폐수 처리장치 레이아웃 도면이다.
도 3은 본 발명의 여과 처리조에서 폐수를 여과하는 개념을 나타낸 간략도이다.
도 4는 본 발명의 교반조에서 폐수의 혼합상태를 나타낸 간략도이다.
도 5는 본 발명의 최종수 처리조에서 정화수의 흐름을 나타낸 간략도이다.
도 6은 본 발명의 정화처리 방법의 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 하천 방류수 시험결과 보고서이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
본 발명의 축산폐수처리장치는 도 2에 도시한 바와 같이, 축산폐수원액을 저장하는 저장조(W)와; 저장탱크로부터 이송받은 축산폐수원액에 응집제를 투입하여 고형물과 폐수를 1차로 분리하는 응집부상조(A)와; 응집부상조(A)에 저장된 고체와 액체로 이루어지며 응집제가 포함된 고액폐수를 이송받아 여과하는 여과 처리조(B)와; 여과 처리조(B)로부터 여과된 폐수를 이송받아 염소제와 활성탄을 투입하여 교반시키는 교반조(C)와; 교반조(C)로부터 이송받은 혼합폐수에 응집제를 투입하고 고형물을 재분리하여 정화된 물을 생성하는 최종수 처리조(D)와; 최종수를 이송받아 저장하고 하천으로 방류하는 방류수조(E)와; 응집제를 혼합하여 응집부상조(A)와 최종수 처리조(D)에 공급하는 응집제 혼합조(F)와; 응집부상조(A)에서 생성된 고형물을 이송받아 탈수하는 탈수기(G)로 이루어진다.
상기 축산폐수원액을 저장하는 저장조(W)는 축사로부터 축산폐수원액이 자동적으로 배출되어 저장되도록 지표면 하부에 설치하며, 저장조(W)의 상부 일측에 부력센서(20)와 축산폐수원액 공급펌프(21)를 설치 하고, 부력센서(20)에서 폐수원액의 저장량을 감지하여 응집부상조(A)로 공급되도록 하는 공급관로(22)를 설치한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 상기 응집부상조(A)는 상부탱크(23)와 하부탱크(24)로 형성하며, 상부탱크(23)는 상부가 개구된 사각형 통체로 형성하고, 상부탱크의 하부에 일체로 연결하여 하부탱크(24)를 형성한다. 또한 상기 하부탱크(24)는 바닥으로 갈수록 경사 시켜, 바닥에 일정크기의 사각형 토출구(30)를 형성한다.
그리고 상부탱크(23)의 상부에는 축산폐수원액과 응집제가 투입되어 탱크 내부로 안내되는 안내통(25)을 설치하고, 상기 안내통(25)의 외측과 상부탱크(23)의 내측 사이에 고액폐수를 걸러내는 요철부(26)가 형성된 걸름통(27)을 설치하도록 한다.
또한 상기 상부탱크(23)에 설치되는 안내통(25)의 하단부 외주와 상부탱크(23) 내측에는 일정한 크기의 메쉬로 이루어지는 걸림망(29)을 설치하여 안내통(25)을 통해 유입되는 축산폐수원액에서 부유물이 상부탱크(23)의 위쪽으로 부상되지 않고 고액폐수만을 분리되어 상부탱크의 위쪽으로 상승 되도록 한다.
이렇게 상부탱크 위쪽으로 모여지는 고액폐수는 상기 걸름통(27)의 요철부(26)의 요부를 통해 흘러넘쳐서 관로를 통해 여과 처리조(B)에 이송시킨다.
또한 상기 하부탱크(24)는 중간부에서 아래측을 분리해 낼 수 있도록 이음부(29a)를 포함하여 형성하고, 하부탱크(24)의 내측 바닥에는 모터(31)와 감속기(32)에 의해 구동되는 프로펠러(33)를 설치하여, 침전물이 하부탱크(24)의 아래에 퇴적되어 굳어졌을 때 프로펠러를 구동시켜 침전물을 묽게 만들어 탈수기(G)로 이송하도록 한다.
상기 여과 처리조(B)는 그 내부의 일측에 나팔형 물막이(34)와 수위감지 센서가 설치된 수중펌프(35)를 구비하고, 응집부상조(A)로부터 공급받는 고액폐수를 공급받아 여과시키며, 여과된 폐수가 일정수위 이상에 도달하면, 상기 수중펌프(35)에서 여과된 폐수의 수위를 감지하고 수중펌프를 구동하여, 염소제와 활성탄으로 폐수를 정화처리하는 교반조(C)로 관로를 통해 공급하도록 한다.
상기 여과 처리조는 상기 응집부상조의 상부에 부유된 부유물이 포함된 고액폐수를 여과 처리조 내에 설치된 나팔형 물막이(34)를 이용하여 큰 이물질은 밑으로 여과하고 침전되지 않은 작은 이물질은 흡인하여 배출하도록 한다.
상기 여과 처리조(B)는 그 하부 바닥에 침전물이 쌓이는 상태를 확인하는 확인창(미도시)을 형성하고, 이를 통해 침전물의 쌓이는 량을 확인하여 관로에 개폐밸브를 설치하고 이를 제어하여 폐수가 혼합된 침전물을 저장조(W)로 회송하거나 차단할 수 있도록 한다.
또한 상기 여과 처리조(B)는 고액폐수에 포함된 이물질이 밑으로 침전되지 않으면, 역시 상기 확인창을 통해 이러한 상황을 확인하고, 나팔형 물막이(34)를 통해 고액폐수를 흡입하여, 관로에 설치된 개폐밸브를 통해 상기 저장조(W)로 회수하도록 제어한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 상기 교반조(C)는 여과 처리조(B)에서 여과된 폐수를 공급받아서 염소제와 활성탄을 투입하여 정화시키는 구성으로, 상기 응집부상조(A)와 마찬가지로 상부가 개구된 사각형 탱크의 일정위치에서 하부로 갈수록 경사 시켜, 일정크기로 용적을 줄인 사각형 개폐구(36)를 형성하도록 한다.
상기 교반조(C)의 상부에는 염소제와 활성탄을 교반조에 공급하는 약품공급 밸브(38)를 설치하고, 교반조(C)의 하부 사각형 개폐구(36)에 근접하는 위치에는 충전된 폐수를 인입하고 압축하여 토출함으로써 폐수를 교반시키는 교반펌프(37)를 설치한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 상기 교반펌프(37)는 토출구에 교반조(C)의 하측 길이방향으로 파이프(40)와 함께 형성하며, 상기 파이프(40)에는 일정간격으로 다수개의 관통구(39)를 형성하되 파이프의 접선방향으로 출구를 형성하여, 교반펌프(37)에서 압축되어 토출구를 통해 관통구(39)로 토출되는 폐수에 의해 교반조(C)의 상하 전체에서 걸쳐 폐수와 약품의 교반이 이루어지도록 한다.
즉, 상기 교반조(C)는 별도의 희석용 회전기구를 사용하지 않고, 폐수와 약품을 교반조(C) 내에 충전된 폐수를 압축하여 토출시킴으로써 교반시켜 구조를 간단하게 하는 것이다.
또한 상기 교반조(C)의 상부에는 약품이 교반된 혼합폐수에 응집제를 투입하고 고형물을 재분리하여 정화된 물을 생성하는 최종수 처리조(D)로 이송하는 유량펌프(41)를 설치한다. 상기 유량펌프(41)는 최종수 처리조(D)로 이송되는 유량을 측정하여 펌프가 구동되도록 유량측정 장치가 구비된 펌프로 형성하도록 한다. 이를 통해 최종수 처리조(D)에 저장 가능한 만큼의 유량을 공급할 수 있게 되는 것이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 상기 최종수 처리조(D)는 상기 교반조(C)와 마찬가지로 상부가 개구된 사각형 탱크로 형성하되, 일정위치에서 하부로 갈수록 경사 시켜, 일정크기로 용적을 줄인 사각형 제2개폐구(42)를 형성하도록 한다.
그리고 상기 최종수 처리조(D)의 상부에는 상기 교반조(C)에서 약품과 교반되어 혼합된 혼합폐수가 응집제와 함께 투입되어 최종수 처리조(D) 내부로 안내되는 제2안내통(43)을 설치하고, 상기 제2안내통(43)의 외측에 혼합폐수에 포함되는 부유물을 걸러내는 제2요철부(44)가 형성된 제2걸름통(45)을 설치하도록 한다.
또한 상기 최종수 처리조(D)의 상부에는 제2걸름통(45)의 하단부 측에 응집제에 의해 정화된 정화수가 제2요철부(44)을 넘어서 토출될 수 있도록 토출관(46)을 형성한다.
이렇게 정화된 정화수는 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 토출관(46)을 통해 최종 정화수를 이송받아 저장하고 하천으로 방류하는 방류수조(E)에 저장되고, 상기 방류수조(E)에는 최종 정화수를 하천으로 방류하는 하천방류밸브(49)와 최종 정화수를 정화를 위한 희석용수로 재활용하도록 축산원액저장조(W)와 응집부상조(A) 및 응집제 혼합조(F) 등에 공급하는 재활용수밸브(47)를 설치하여, 최종 정화수를 하천으로 방류하거나 축산폐수 희석용수 및 약품 희석용수로 재활용할 수 있도록 한다.
또한 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 응집제 혼합조(F)는 응집제를 혼합하여 응집부상조(A)와 최종수 처리조(D)에 응집제 분사장치(48)의 제어에 따라 응집제가 분사되도록 관로를 통해 공급한다.
또한 상기 탈수기(G)에는 응집부상조(A)와 최종수 처리조(D)에서 생성된 슬러지를 공급받아 탈수하도록 한다.
상기 응집제는 폐수와 같은 오염수 중 콜로이드성 액의 응집에 사용하는 약품으로 약제에 따라서 pH 조정이 필요하며, 입자의 응집속도는 입자의 직경, 농도, 수온, 유속 등에 의해서 영향을 받는다. 일반적으로 잘 사용되는 것으로서, 무기계에서는 황산알루미늄, 알루민산나트륨, 황산제일철, 염화코퍼러스, 염화제이철, 황산제이철 등이 있고 유기계에서는 고분자응집제가 주로 사용되고 있다.
본 발명에서는 축산폐수가 일반적으로 낮은 pH를 가진 산성성분임을 고려하여 고분자 응집제를 사용하며, 또한 축산폐수에서 발생 되는 슬러리는 다량의 입자성 물질과 중금속을 함유하고 있어 최적의 응집조건을 도출하고자 고형물의 함량에 따라 투입되는 량이 결정되고, 일반적으로 고형물 함량이 0.1wt%의 경우 응집제로 사용할 때 최적 응집 조건은 pH 4부터 6에서 20 ~ 50 mg/L를 투입하고, 0.5 wt%의 경우 pH 4와 5에서는 50 ~ 100 mg/L를 투입하는 것이 바람직하다.
또한 응집부상조의 축산폐수 속에 존재하는 부유물의 농도인 SS 농도가 비교적 높기 때문에 고분자응집제 투입량을 3 ~ 5ppm 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
따라서 상기 희석폐수에 응집제의 첨가 비율은 1 : 100로 하고, 희석용수는 축산페수원액의 1.5배 정도로 첨가하도록 한다. 축산폐수원액에 대한 희석용수의 양이 1.5배 미만이면 희석의 효과가 미미하며 1.5배가 초과 되면 희석에 사용되는 맑은 물의 양이 많아 총 부피가 증가 되어 응집제의 양이 증대되어 경제성이 저하되게 된다.
그리고 상기 응집제 혼합조(F)에 투입되는 응집제와 염소제는 축산폐수원액을 기준으로 염소제를 1/70, 응집제를 1/50 비율로 혼합하되, 상기 응집제는 활성탄을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 염소제는 살균 및 냄새 제거 효과가 있어 다목적으로 이용되는 수처리용 염소제로서 처리방식, 수량, 유속, 수질등 여러 가지 조건에 따라 그 사용량을 조절하여 사용하고 있으며 투입량의 조절이 매우 중요하다.
염소제 첨가량의 비율이 1/70보다 높을 경우 처리폐수에 사용되는 활성탄이 증가하게 되어 결과적으로 약품처리 비용이 증가 되게 되고, 1/70보다 낮을 경우 처리폐수에 혼합된 유독성분에 대한 살균효과가 저하되어 효용성이 떨어지게 되므로 처리폐수 대비 1/70비율로 첨가하는 것이 가장 바람직하다.
또한 상기 응집제는 비표면적이 크고 높은 흡착능을 가진 탄소질물질로 유기성 고분자물질에 대하여 극히 높은 흡착력이 있어 도금욕 중에서 이들의 성분을 분리 또는 제거할 수 있는 물질로 흑연형상의 평면결정자가 복잡하게 조합된 무정형탄소로 되어 있고 다공질로 원료는 목탄, 야자껍질, 톱밥, 석탄 등이 있으나, 본 발명에서는 불순물이 적은 야자껍질 활성탄을 사용하여 축산폐수중의 유기성 불순물을 제거하게 되고, 첨가되는 활성탄의 량이 1/50보다 많을 경우 사용되는 염소제의 비율이 증가하여 약품처리 비용이 증가 되며 1/50보다 적을 경우 불순물의 정화 효과가 미약함으로 1/50의 비율로 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 최종 정화 처리조는 염소제와 활성탄이 첨가된 처리수에 재차 응집제를 첨가하여 정화시키는 정화처리조로 상기 응집부상조의 축산폐수 속에 존재하는 부유물의 농도보다 매우 낮기 때문에 고분자 응집제 투입량을 2 ~ 3ppm 범위 내에서 1/130 비율로 첨가하여 부유물에 남아 있는 잔여성분을 최종적으로 처리하여 방류수조로 이송한다.
상기 방류수조로 이동하여 저장된 정화수는 만수위가 되면 일부를 축산폐수원액저장조와 응집부상조로 이송시켜 희석용수로 재활용하고 나머지는 하천으로 방류하게 된다.
이러한 본 발명의 정화장치의 정화처리 방법을 정리하면 도 6에 도시한 바와 같이, 축산폐수원액을 희석용수로 희석하여 희석폐수를 만드는 희석폐수 형성단계(S1), 상기 희석폐수를 완속 교반하면서 응집제 첨가하여 고액폐수를 만드는 고액폐수 형성단계(S2), 상기 응집제가 첨가된 고액폐수를 나팔형 물막이를 이용하여 큰 이물질은 밑으로 여과하고 침전되지 않은 작은 이물질은 흡인하여 배출하는 고액폐수 여과 처리단계(S3), 상기 여과 처리된 고액폐수에 염소제와 활성탄을 첨가하여 정화하는 정화약품 첨가단계(S4), 상기 활성탄과 염소제가 투입된 처리수에 2차적으로 응집제를 첨가하여 최종 정화처리하는 최종수 처리단계(S5), 상기 최종 처리수를 모으고 일부는 방류하는 방류단계(S6), 상기 최종 처리수 중 일부를 희석용수를 대신하는 보충수로서 상기 응집부상조에 혼입시키는 희석용수를 보충하고, 상기 정화장치에서 발생된 고형분 퇴적물을 탈수기에서 탈수하고 건조 장치로 건조한 후 분쇄기를 이용해 잘게 분쇄하거나 조개탄처럼 크게 분쇄하는 희석용수 보충 및 고형분 처리단계(S7)로 이루어진다.
상기 희석폐수 형성단계는 축산폐수원액 저장조(A)에서 일정수위가 감지되면, 축산폐수원액을 응집부상조(A)로 공급하고, 상기 응집부상조(A)로 공급된 축산폐수원액은 희석용수를 섞어서 희석폐수를 형성하는 단계이다.
상기 고액페수 형성단계는 상기 희석페수를 프로펠러로 완속 교반하면서 응집제를 첨가하여 부유물과 액체로 분리하여 고체와 액체 및 응집제가 포함된 고액폐수를 생성하는 단계이다.
상기 고액폐수 여과 처리단계는 고액폐수를 여과 처리조(B)로 이송하여 일정량이 될 때까지 모으고 이를 일정시간 유지하여 침전물을 가라앉혀 여과시키고, 여과된 폐수는 일정 수위 이상을 교반조(C)로 이송하고, 일정 수위 미만은 응집부상조(A)로 공급하여 폐수에 혼합된 응집제를 응집부상조의 희석용수로 사용할 수 있도록 하는 단계이다.
상기 정화약품 첨가단계는 교반조(C)로 이송된 폐수에 염소제와 활성탄을 투입하여 교반시켜 정화 처리하여 최종수 처리조(D)로 이송하는 단계이다.
상기 최종처리 정화단계는 상기 최종수 처리조(D)로 이송된 정화수에 다시 응집제를 투입하여 정화 처리하고, 정화된 물을 방류수조(E)로 이송하며, 방류수조에서 하천으로 방류하거나 희석용수로 재활용하도록 하는 단계이다.
상기 방류단계와 보충단계는 상기 방류수조로 이동되어 저장된 정화수를 만수위가 되면 일부를 축산폐수원액저장조와 응집부상조로 이송시켜 희석용수로 보충하여 재활용하고 나머지는 하천으로 방류하는 단계이다.
상기 고형분 최종처리 단계는 상기 정화장치에서 생긴 고형분 퇴적물을 탈수기에서 탈수시키고 적외선 건조 장치로 재차 건조한 후 분쇄기를 이용해 잘게 분쇄하거나 조개탄처럼 크게 분쇄하여 비료 또는 연료로 사용할 수 있도록 하는 처리 단계이다.
도 7에 도시하고 아래 표 1에 기재한 바와 같이, 본 발명의 축산폐수 정화장치에 의해 정화된 물은 아래 표 1과 같이 축산폐수에서 요구되는 수질기준 이하의 값을 가지는 것을 알 수 있으므로, 본 발명에 의한 축산폐수의 처리효율과 처리수준이 탁월한 것을 알 수 있다.
구분 BOD(mg/L) 총인(mg/L) 총질소(mg/L) 부유물질(mg/L)
수질기준 50이하 50 206 150
최종처리수 1이하 7.38 80.4 46.4
이상에서 설명된 본 발명의 축산폐수 정화 처리장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
A : 응집부상조 B : 여과 처리조
C : 교반조 D : 최종수 처리조
E : 방류수조 F : 응집제 혼합조
G : 탈수기
20 : 부력센서 23 : 상부탱크
24 : 하부탱크 25 : 안내통
27 : 걸름통 29 : 걸림망
33 : 프로펠러 34 : 나팔형 물막이
37 : 교반펌프

Claims (7)

  1. 축산폐수 정화 장치에 있어서,
    축산폐수원액을 저장하는 저장조(W)와;
    저장탱크로부터 이송받은 축산폐수원액에 응집제를 투입하여 고형물과 폐수를 1차로 분리하는 응집부상조(A)와;
    응집부상조(A)에 저장된 고체와 액체로 이루어지며 응집제가 포함된 고액폐수를 이송받아 여과하는 여과 처리조(B)와;
    여과 처리조(B)로 부터 여과된 폐수를 이송받아 염소제와 활성탄을 투입하여 교반시키는 교반조(C)와;
    교반조(C)로 부터 이송받은 혼합폐수에 응집제를 투입하고 고형물을 재분리하여 정화된 물을 생성하는 최종수 처리조(D)와;
    최종수를 이송받아 저장하고 하천으로 방류하는 방류수조(E)와;
    응집제를 혼합하여 응집부상조(A)와 최종수 처리조(D)에 공급하는 응집제 혼합조(F)와;
    응집부상조(A)에서 생성된 고형물을 이송받아 탈수하는 탈수기(G)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 축산폐수정화장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 응집부상조(A)는 상부탱크(23)와 하부탱크(24)로 형성하며, 상부탱크(23)는 상부가 개구된 사각형 통체로 형성하고, 상부탱크의 하부에 일체로 연결하여 하부탱크(24)를 형성하고,
    상기 하부탱크(24)는 바닥으로 갈수록 경사 시켜, 바닥에 일정크기의 사각형 토출구(30)를 형성하며,
    상기 상부탱크(23)의 상부에는 축산폐수원액과 응집제가 투입되어 탱크 내부로 안내되는 안내통(25)을 설치하고, 상기 안내통(25)의 외측과 상부탱크(23)의 내측 사이에 고액폐수를 걸러내는 요철부(26)가 형성된 걸름통(27)을 설치하며,
    상기 상부탱크(23)에 설치되는 안내통(25)의 하단부 외주와 상부탱크(23) 내측에는 일정한 크기의 메쉬로 이루어지는 걸림망(29)을 설치하여 안내통(25)을 통해 유입되는 축산폐수원액에서 부유물이 상부탱크(23)의 위쪽으로 부상되지 않고 고액폐수만을 분리되어 상부탱크의 위쪽으로 상승 되어 상기 걸름통(27)에 형성된 요철부(26)의 요부를 통해 흘러넘쳐서 관로를 통해 여과 처리조(B)에 이송하는 것을 특징으로 하는 축산폐수정화장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 여과 처리조(B)는 그 내부의 일측에 나팔형 물막이(34)와 수위감지 센서가 설치된 수중펌프(35)를 구비하고, 응집부상조(A)로 부터 공급받는 고액폐수를 공급받아 여과시키며, 여과된 폐수가 일정수위 이상에 도달하면, 상기 수중펌프(35)에서 여과된 폐수의 수위를 감지하고 수중펌프를 구동하여, 염소제와 활성탄으로 폐수를 정화처리하는 교반조(C)로 이송하는 것을 특징으로 하는 축산폐수정화장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 교반조(C)는 상부가 개구된 사각형 탱크의 일정위치에서 하부로 갈수록 경사 시켜, 일정크기로 용적을 줄인 사각형 개폐구(36)를 형성하고,
    상기 교반조(C)의 상부에는 염소제와 활성탄을 교반조에 공급하는 약품공급 밸브(38)를 설치하고, 교반조(C)의 하부 사각형 개폐구(36)에 근접하는 위치에는 충전된 폐수를 인입하고 압축하여 토출함으로써 폐수를 교반시키는 교반펌프(37)를 설치하며,
    상기 교반펌프(37)는 토출구에 교반조(C)의 하측 길이방향으로 파이프(40)와 함께 형성하고, 상기 파이프(40)에 일정간격으로 다수개의 관통구(39)를 출구가 파이프의 접선방향이 되도록 형성하여,
    교반펌프(37)에서 압축되어 토출구를 통해 관통구(39)로 토출되는 폐수에 의해 교반조(C)의 상하 전체에서 걸쳐 폐수와 약품의 교반되는 것을 특징으로 하는 축산폐수정화처리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 최종수 처리조(D)는 제2안내통(43)과 제2걸름통(45) 및 토출관을 설치하고, 최종 정화된 정화수가 방류수조(E)에 저장되며, 상기 방류수조(E)에서 방류밸브(49)에 의해 하천으로 방류되거나, 재활용수밸브(47)에 의해 희석용수로 재활용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 축산폐수정화처리장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 응집제 혼합조(F)는 응집제를 혼합하여 응집부상조(A)와 최종수 처리조(D)에 응집제 분사장치(48)의 제어에 따라 응집제를 공급하고,
    상기 탈수기(G)는 응집부상조(A)와 최종수 처리조(D)에서 생성된 슬러지를 공급받아 탈수하는 것을 특징으로 하는 축산폐수정화처리장치.
  7. 축산폐수처리 방법에 있어서,
    축산폐수원액을 희석용수로 희석하여 희석폐수를 만드는 희석폐수 형성단계(S1), 상기 희석폐수를 완속 교반하면서 응집제 첨가하여 고액폐수를 만드는 고액폐수 형성단계(S2), 상기 응집제가 첨가된 고액폐수를 나팔형 물막이를 이용하여 큰 이물질은 밑으로 여과하고 침전되지 않은 작은 이물질은 흡인하여 배출하는 고액폐수 여과 처리단계(S3), 상기 여과 처리된 고액폐수에 염소제와 활성탄을 첨가하여 정화하는 정화약품 첨가단계(S4), 상기 활성탄과 염소제가 투입된 처리수에 2차적으로 응집제를 첨가하여 최종 정화처리하는 최종수 처리단계(S5), 상기 최종 처리수를 모으고 일부는 방류하는 방류단계(S6), 상기 최종 처리수 중 일부를 희석용수를 대신하는 보충수로서 상기 응집부상조에 혼입시키는 희석용수를 보충하고, 상기 정화장치에서 발생된 고형분 퇴적물을 탈수기에서 탈수하고 건조한 후 분쇄기를 이용해 잘게 분쇄하거나 조개탄처럼 크게 제조하는 희석용수 보충 및 고형분 처리단계(S7)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 축산폐수처리 방법.
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