KR20130111973A

KR20130111973A - 폐수 처리시 활성 슬러지 프로세스의 개선

Info

Publication number: KR20130111973A
Application number: KR20127033895A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 비. 미첼; 다니엘 제이. 바그너; 코조 아서-멘사
Original assignee: 에코랍 인코퍼레이티드
Priority date: 2010-05-28
Filing date: 2011-05-09
Publication date: 2013-10-11
Also published as: KR20170120719A; CA2796968A1; EP2576452A2; WO2011148290A2; SG185698A1; CA2796968C; EP2576452B1; WO2011148290A3; US8435409B2; EP2576452A4; MX2012013394A; AU2011259824B2; CN105502642A; CN102939267A; JP5882992B2; JP2013530037A; AU2011259824A1; US20110290722A1; ZA201207956B

Abstract

본 공개는 흡착제로서 폐활성 슬러지를 이용하여 심하게 오염된 폐수를 처리하는 방법에 관한 것이다.

Description

폐수 처리시 활성 슬러지 프로세스의 개선 {IMPROVEMENT OF ACTIVATED SLUDGE PROCESS IN WASTEWATER TREATMENT}

본 공개물은 흡착제로서 폐활성 슬러지를 이용하여 심하게 오염된 폐수를 처리하는 방법에 관한 것이다.

폐기물 처리 프로세스에서, 오염물은 폐기 전에 제거될 것이 요구된다. 불용성 오염물은 물리적으로 분리되어 폐기될 수 있고 가용성 오염물은 생물학적으로 대사 작용을 할 수 있다. 세균은 가용성 오염물을 분해 또는 대사 작용을 하기 위해 사용될 수 있다. 세균은 종종 활성 슬러지로 지칭되는 구성요소의 부분이다. 세균이 가용성 오염물을 분해하기 위해 사용되면, 회수 활성 슬러지로서 지칭되는 활성 슬러지의 일 부분은 폐기물 스트림에서 오염물이 계속적으로 대사 작용하도록 프로세스 내에서 다시 재활용된다. 폐활성 슬러지의 나머지는 보통 폐기된다.

폐기물 처리 프로세스의 다른 부분에서, 화학 응고제는 분리 및 제거를 위해 불용성 및 작은 퍼센트의 가용성 오염물(< 15%)을 응집하기 위해 사용될 수 있다. 화학 응고제는 고가이다.

놀랍게도, 폐활성 슬러지가 고 농도 폐기물 스트림을 처리하기에 유용하다는 것이 발견되었다. 폐기하는 대신, 폐활성 슬러지는 재활용될 수 있고 짧은 시간 동안 고 농도 폐기물 스트림과 조합될 수 있다. 조합되는 동안, 폐활성 슬러지 내의 세균은 폐기물 스트림을 대사 작용하지 않는다. 오히려, 폐기물은 세균 상으로 흡수된다.

따라서, 제 1 실시예에서, 공개된 방법은 오염물을 포함하는 폐기물 스트림을 제공하는 단계, 폐기물 스트림의 용적의 약 10% 이상인 양으로 약 1% 이상의 세균 농도를 포함하는 폐활성 슬러지를 제공하는 단계, 제한된 시간 동안 폐활성 슬러지 및 폐기물 스트림을 조합하는 단계, 및 폐기물 스트림 내의 오염물이 폐활성 슬러지 내에서 세균 상으로 흡수되도록 하는 단계를 포함한다.

다른 실시예에서, 공개된 방법은 1% 미만 및 바람직하게는 0.5 % 또는 5,000 ppm 미만의 오염물을 포함하는 제 1 폐기물 스트림을 제공하는 단계, 고지방, 오일, 및 기름(grease) 내용물(>1,000 ppm)을 가진 가용성 COD로서 규정된, 2% 또는 20,000 ppm 초과의 오염물을 포함하는 제 2 폐기물 스트림을 제공하는 단계, 제 1 폐기물 스트림을 세균을 포함하는 폭기 시설(aeration basin)로 운반하는 단계, 폭기 시설로부터 제 1 폐기물 스트림 및 세균을 정화기로 운반하는 단계, 정화기 내의 세균을 적어도 세균의 제 1 부분(회수(return) 활성 슬러지), 및 세균의 제 2 부분(폐활성 슬러지)으로 나누는 단계, 적어도 회수 활성 슬러지의 일 부분을 폭기 시설로 보내는 단계, 적어도 폐활성 슬러지의 일 부분을 혼합 탱크로 보내는 단계, 10분 미만 동안 혼합 탱크 내에서 제 2 폐기물 스트림과 폐활성 슬러지를 조합하는 단계, 및 제 2 폐기물 스트림 내의 오염물을 폐활성 슬러지 상으로 흡수하도록 하는 단계를 포함한다.

도 1은 폐활성 슬러지로 심하게 오염된 폐기물 스트림을 처리하는 공개된 방법을 이용하는 폐수 처리 프로세스의 흐름도를 보여준다.

본 공개는 폐활성 슬러지를 이용하여 심하게 오염된 폐기물 스트림을 처리하는 방법에 관한 것이다. 유입하는 폐기물 스트림은 전형적으로 생활 폐기물(즉, 미처리 하수 또는 폐수), 산업 폐기물, 음식 프로세싱 폐기물, 제약 폐기물 등을 포함하는 다양한 근원으로부터 액체 및 고형물 오염물의 조합물을 함유한다. 음식 프로세싱 폐기물은 특히 다양한 지방, 소금, 설탕, 탄수화물, 단백질, 등을 포함한다. 모든 타입의 폐기물은 가용성 및 불용성 오염물 모두를 포함하며, 결국 폐수가 환경(즉, 호수, 강, 또는 공용 처리 작업 공장(POTW)) 내로 폐기될 수 있기 전에 이러한 오염물 모두를 제거하는 것이 필요하다.

현재의 산업 폐수 처리 프로세스는 하루에 폐수 유동의 20,000 내지 10,000,000 갤론의 라인, 전형적으로 음식 산업 분야에서 50,000 내지 1,500,000 gpd를 따라 폐수의 많은 용적을 취급하기 위해 구비된다. 또한, 현재의 폐수 처리 프로세스는 약 100 내지 약 1000 ppm의 총 부유 고형물(TSS), 및 약 10 내지 약 400 ppm의 오일, 지방, 및 기름의 농도를 구비한 종래의 폐수 스트림을 취급하기 위해 구비된다. 그러나, 소정의 폐수 유입 스트림이 심하게 오염되며, 이는 상기 스트림이 상당히 더 높은 총 부유 고형물 및 오일, 지방, 및 기름을 가지는 것을 의미한다. 이와 같이 심하게 오염된 스트림을 프로세싱하기 위한 하나의 방법은 종래의 폐수 처리 프로세스에서 사용된 화학물의 양을 증가시키는 것이다. 그러나, 이는 처리 비용를 상당히 부가시킬 수 있다. 더욱이, 심하게 오염된 스트림은 전형적인 유입 오염물(음식) 농도 하에서 "유용한" 떼를 형성하는 종속 영양 세균(floc-forming heterotrophic bacteria)의 성장에 의한 균형을 유지하는 소정의 유기체의 성장을 선호함으로써 종래의 처리 프로세스를 방해할 수 있다. 고 농도의 오일 지방 및 기름을 구비한 유입 폐수는 노카르디아균(nocardia)과 같은 소정의 유기체의 성장 및 복제에 유리하며, 이는 이러한 농도의 오염물(예를 들면, 오일, 지방, 및 기름)의 도입 후 수 주 또는 몇 달 동안 두꺼운 포옴 거품 형성의 결과로서, 상당한 작동 및 처리 성능 문제를 일으킬 수 있다.

심하게 오염된 폐기물 스트림

본 공개물의 방법은 심하게 오염된 폐기물 스트림과 최상으로 작용한다. 예시적인 폐기물 스트림은 유제품 공장, 양계 공장, 또는 고기 공장과 같은 음식 프로세싱 공장으로부터 나오는 폐기물을 포함한다. 심하게 오염된 폐기물 스트림은 약 5,000 ppm 이상의 생화학적 산소 요구량(BOD), 바람직하게는 > 10,000 ppm BOD 또는 약 7,500 ppm 이상의 화학적 산소 요구량(COD), 바람직하게는 >20,000 ppm 또는 약 1000 ppm 이상의 지방, 오일 및 기름(FOG), 또는 약 1000 ppm 이상의 총 부유 고형물(TSS)을 포함한다.

폐활성 슬러지

"활성 슬리지"는 세균을 포함한다. 활성 슬러지는 도 1에 설명되고 아래에서 논의된 다중-단계 프로세스의 부분이다. 가용성 오염물을 분해할 때, 종래의 폐기물 스트림은 반응로에서 활성 슬러지와 접촉한다. 세균은 오염물을 소화하여 오염물을 세포 구조물 및 중간 제품으로 대사 작용시킨다. 동시에, 세균이 복제된다. 때때로 "혼합액 부유 고형물"로서 지칭되는, 일정한 세균 분포는 반응로에서 바람직하다. 다음으로, 오염물질이 제거된 스트림 및 활성 슬러지는 정화기로 운반된다. 정화기에 있는 동안, 세균 고형물은 오염물이 제거된 스트림으로부터 중력에 의해 분리된다. 세균 고형물 중 일부는 폭기 시설으로 재생되고 종래에는 일부가 제거(폐기)되어야 한다. 재생된 세균 고형물은 "회수 활성 슬러지"로서 지칭되고 폐기 세균은 "폐활성 슬러지"로서 지칭된다.

공개된 방법에서, 폐기하는 대신, 폐활성 슬러지의 일 부분이 수집되고 심하게 오염된 폐기물 스트림을 처리하기 위해 사용된다. 즉, 심하게 오염된 폐기물 스트림 및 폐활성 슬러지는 제한된 주기 동안 조합된다. 주기는 바람직하게는 10분을 초과하지 않으며, 전형적으로 5분 미만이다.

공개된 방법에서 사용된 폐활성 슬러지는 약 10,000 ppm 내지 약 30,000 ppm 혼합액 부유 고형물 농도에 세균을 포함하며, 여기서 이러한 고형물의 20% 까지는 무기 고형물 또는 죽은 세균 세포일 수 있다. 폐활성 슬러지 내에서 발견되는 예시적인 지표 세균은 아메바, 섬모충류, 포복형 섬모충류, 고착형 섬모충류, 담륜충류, 등과 같은 호기성 세균을 포함한다. 활성 세균은 종속 영양 생물, 독립 영양 생물, 및 니트로소마스(nitrosomas), 니트로백터 등과 같은 질화 세균으로 이루어질 수 있다. 비록 호기성 WAS(폐활성 슬러지) 매트릭스(matrice)가 바람직하지만, 메타노스트라타(methanostrata) 및 메타노사에타(methanosaeta) 및 호열성 세균과 같은 폐 혐기성 세균(WAnS으로서 설계된) 또는 호기성 및 혐기성의 조합은 또한 사용될 수 있다. 폐활성 슬러지는 바람직하게는 5,000 ppm 및 통상적으로 > 20,000 ppm 또는 2%의 세균 농도 또는 휘발성 부유 고형물 농도를 함유한다. WAS에 대한 총 부유 고형물은 바람직하게는 약 10,000 내지 약 40,000 ppm, 및 약 20,000 내지 약 30,000 ppm이다. WAS의 pH는 바람직하게는 약 4 내지 10, 약 5 내지 9, 또는 약 6 내지 8이다.

폐기물 스트림을 처리하는 방법

도 1을 참조하면, 공개된 폐수 처리 방법(10)은 두 개의 소스의 유입 폐수: 전형적으로 큰 용적/저 TSS 유입 스트림(12), 및 작은 용적/고 TSS의 심하게 오염된 유입 스트림(102)을 포함한다. 앞에서 논의된 바와 같이, 큰 용적/저 TSS 유입 스트림(12)은 생활 폐기물(즉, 미처리 하수 또는 폐수), 산업 폐기물, 음식 프로세싱 폐기물, 제약 폐기물 등과 같은 다양한 근원으로부터 나올 수 있다. 유입 스트림(12)은 약 4000 ppm 미만, 약 2000 ppm 미만, 또는 약 1000 ppm 미만 TSS를 함유하고, 약 20,000 내지 4,000,000 gpd, 약 500,000 내지 1,000,000 gpd, 및 약 100,000 내지 500,000 gpd(1일 당 폐수의 갤론(gallons of wastewater per day))를 포함한다. 유입 스트림(12)은 고형물, 액체, 가용성 및 비가용성 오염물을 포함한다.

처리 프로세스(10)에서, 유입 스트림(12)은 반응로(14)로 전달되며, 반응로에는 응집제 및 응고제가 오염물을 함께 분류하기 위해 부가된다. 반응로(14)는 탱크 또는 일련의 응집 튜브일 수 있다. 오염물이 반응로(14) 내에서 함께 분류된 후 스트림은 용존 공기 부상(DAF) 반응로(16)로 전달된다.

DAF(16)에서, 분류된 오염물은 DAF의 상부로 떠오르며, DAF 상부에서 분류된 오염물은 액체로부터 분리될 수 있다. 고형물은 DAF(16)의 상부로부터 수집되어 탈수(24)를 위해 전달된다. DAF(16)로부터의 액체는 폭기 시설(18)로 전달된다.

폭기 시설(18)에서 액체는 2차 정화기(20)로부터 회수 활성 슬러지와 조합된다. 회수 활성 슬러지는 폐활성 슬러지로서 유사한 세균을 포함한다. 액체는 약 4 내지 약 24 시간 동안 폭기 시설(18)에 남아 있다. 폭기 시설(18)에서 회수 활성 슬러지 내의 세균이 남아 있는 가용성 오염물을 분해한다. 세균은 오염물을 소화하고 오염물을 세포 구조물 및 중간 제품으로 대사 작용한다. 세균이 폭기 시설(18)에서 오염물을 소화할 충분한 시간을 가진 후, 소화된 오염물, 물, 및 회수 활성 슬러지가 2차 정화기(20)로 전달된다.

정화기(20) 내에서 소화된 오염물 및 활성 슬러지는 중력에 의해 물로부터 분리된다. 약 1.5 내지 4 시간의 침전 후 활성 슬러지의 일 부분이 회수 활성 슬러지로서 폭기 시설(18)로 역으로 보내져서 오염물 소화가 계속되고, 활성 슬러지의 일 부분은 폐활성 슬러지로서 혼합 탱크(104)로 보내져서 유입 폐기물 스트림(102)으로부터 심하게 오염된 폐기물 스트림을 프로세싱하도록 한다. 정화기(20) 내에 남아 있는 고형물은 탈수(24)(도시안됨)를 위해 수집된다. 마지막으로, 정화기(20) 내의 오염물이 제거된 물은 환경 내로 직접 또는 공용 처리 작업(POTW) 공장(22)으로 폐기를 위해 준비된다.

DAF(16), 정화기(20), 및 DAF(108)로부터의 고형물이 수집되고 탈수된다(24). 탈수는 고형물을 추가로 농축하여 매우 고가인 설비로부터 운반되어야 하는 폐기물의 용적을 감소한다. 탈수는 벨트 프레스, 원심 분리기, 및 디켄팅(decanting)을 이용하여 발생될 수 있다.

탈수 후, 농축된 고형물은 폐기하기 위해 외부(offsite; 28)로 운반된다. 고형물은 쓰레기 매립지로 보내질 수 있고 고형물은 비료로서 땅에 뿌려질 수 있거나 퇴비로 주어질 수 있다. 탈수 프로세스(24) 동안 제거되는 물은 폭기 시설(18)로 보내져서 회수 활성 슬러지(도시안됨)에 의해 프로세싱될 수 있다.

전체적으로 100으로 도시된, 지금부터 심하게 오염된 폐기물 스트림의 처리를 보면, 작은 용적/고 TSS의 심하게 오염된 유입 스트림(102)은 생활 폐기물(즉, 미처리 하수 또는 폐수), 산업 폐기물, 음식 프로세싱 폐기물, 제약 폐기물 등과 같은 다양한 근원으로부터 나올 수 있다. 유입 스트림(102)은 약 100,000 이상, 약 50,000 이상, 또는 약 1,000 TSS 이상을 함유하며 여기서 5,000 내지 30,000 ppm의 TSS가 바람직하고 약 1,000 내지 50,000 gpd, 약 10,000 내지 약 40,000 gpd, 및 약 15,000 내지 약 30,000 gpd(gallons of wastewater per day)를 포함한다는 점에서 유입 스트림(12)과 상이하다. 유입 스트림(102)은 또한 적어도 약 50 ppm, 약 500 ppm, 및 약 5,000 ppm의 지방, 오일 및 기름의 농도를 포함한다. 또한, 적어도 약 5,000 ppm, 10,000 ppm, 및 40,000 ppm의 BOD 레벨을 포함할 수 있다. 최종으로, 유입 스트림(102)은 적어도 약 10,000 ppm, 20,000 ppm, 및 80,000 ppm의 COD를 포함할 수 있다. 유입 스트림(102)은 고형물, 액체, 가용성 및 불용성 오염물을 포함한다.

유입 스트림(102)은 혼합 탱크(104)로 전달되고 혼합 탱크에서 유입 스트림은 제한된 기간 동안 폐활성 슬러지와 조합된다. 예시적인 주기는 약 30 분 미만, 약 15 분 미만, 약 10 분 미만, 약 5 분 미만, 및 약 1 분 미만을 포함한다. 이론에 의해 구속되지 않기를 원하면서, 폐활성 슬러지는 폐활성 슬러지 내의 세균이 폐 스트림 내에서 오염물을 대사 작용하기에 충분한 긴 기간 동안 폐 스트림과 조합되지 않는다. 오히려, 폐활성 슬러지는 생물학적 응고제 또는 흡착제의 타입으로서 기능하며, 여기서 오염물은 폐 활성 슬러지 내의 세균의 표면상으로 흡수한다. 예를 들면, 폭기 시설(18)에서 세균이 폐기물을 대사 작용하기 위해 사용될 때, 폐기물 스트림 및 세균은 장기간 동안, 예를 들면, 4 내지 24 시간 동안 함께 혼합된다. 대비하면, 공개된 방법에서 짧은 기간 동안, 오염물은 대사 작용하지 않고 세균 상으로 물리적으로 흡수된다.

폐활성 슬러지 내의 세균과 심하게 농축된 폐기물 스트림에서의 오염물 사이의 관계 때문에, 폐활성 슬러지 및 폐기물 스트림은 바람직하게는 적어도 1:7, 1:2, 또는 1:1의 비율로 존재하는 것이 바람직하다. 이러한 바람직한 비율은 폐활성 슬러지 내의 세균이 충분히 폐기물 스트림(102)으로부터 대부분의 오염물을 흡수하도록 존재하는 것을 허용한다.

오염물이 혼합 탱크(104) 내의 세균 상으로 흡수할 때, 스트림은 혼합 탱크(106)로 전달되고 응집제는 세균-오염물을 응집하도록 부가된다. 응집된 세균-오염물은 이어서 용존 공기 부유 유닛 또는 정화기(108)로 전달된다. DAF 또는 정화기(108)에 있는 동안, 고형물이 액체로부터 분리된다. 일 실시예에서, 이 지점에서, 충분히 농축된 오염이 폐활성 슬러지를 이용하여 제거되고 폐기물 스트림의 고형물 및 액체 부분이 프로세스의 나머지와 연결될 수 있다. 예를 들면, 고형물이 탈수되도록(24) 전달될 수 있고 액체가 폭기 시설(18)로 전달될 수 있다. 탈수되도록(24) 또는 폭기 시설(18)로 전달되면, 고형물 및 액체는 각각 이어서 유입 스트림(12)을 구비한 프로세스를 따른다. 대안적으로, 유입 스트림(102)은 항상 유입 스트림(12)으로부터 분리되어 유지될 수 있으며 개별 장비에서 프로세싱의 유사한 경로를 따른다. 마지막으로, 유입 스트림(102)은 공장 내의 유일한 스트림일 수 있다. 즉, 폐기물 프로세싱 프로세스(10)는 단지 심하게 농축된 스트림(102)을 포함할 수 있고 유입 스트림(12)을 가지지 않는다.

공개된 방법 없이, 대용적의 응고제는 유입 스트림(102)으로부터 고 농도의 오염물을 분리하기 위해 요구된다. 그러나, 공개된 방법의 하나의 장점은 화학 응고제에 대한 요구를 상당히 감소하거나 제거하는 것이다. 소정의 실시예에서, 특히 소정의 오염물 또는 인 제거를 위해 화학 응고제를 포함하는 것이 필요할 수 있다. 이러한 실시예에서, 폐활성 슬러지를 사용하지 않는 시스템에 비해, 감소된 농도의 응고제가 사용될 수 있다. 소정의 실시예에서, 공개된 방법은 제거될 것이 요구되는 인의 모든 부분에 대해 약 3 부분의 응고제 내지 약 9 부분의 응고제를 사용한다. 소정의 실시예에서, 이는 폐활성 슬러지를 사용하지 않는 시스템에 비해, 50%에서 100% 미만까지의 응고제일 수 있다. 소정의 실시예에서, 상기 방법은 심하게 오염된 폐기물 스트림(100)의 처리 부분으로서 50 ppm 미만의 응고제를 사용한다. 일 실시예에서, 방법(100)은 임의의 화학 응고제가 없거나 실질적으로 없다. 사용될 수 있는 다양하고 상업적으로 이용가능한 응고제 화학물은 알루미늄 클로로하이드레이트 폴리머, 폴리메릭 알루미늄 클로라이드, 디메틸아민 에피클로로히드린, 및 디메틸다이알릴 암모니움 클로라이드와 상기 폴리머들의 혼합물을 포함한다.

예

예 1

예 1은 심하게 오염된 폐기물 스트림을 처리하도록 화학 응고제를 이용하는 비용을 설명한다.

심하게 오염된 폐기물 스트림(37,000 gpd)은 화학 응고제가 증가된 오염을 처리하기 위해 사용될 수 있는 경우를 결정하기 위하여 평가된다. 그 결과가 표 1에 도시된다. 전형적인 COD, 오일, 지방, 및 기름, 및 폐기물 스트림의 TSS 농도는 각각 85,560 ppm, 2,100 ppm, 2,100 ppm 및 21,333 ppm이다.

평가된 응고제 화학물 비용

응고제	폐기물 스트림에 대한 응고제 농도	폐기물 스트림 유량	평가된 응고제 연비용
알루미늄 클로로하이드레이트 폴리머	5000 ppm	37,000 gpd	$185,806

표 1은 화학 응고제는 심하게 오염된 폐기물 스트림을 처리하기 위해 사용되는 경우 폐기물 처리 프로세스에 대한 원료 비용에서 $185,806을 부가하는 것을 도시한다.

예 2

예 2는 심하게 오염된 폐기물 스트림을 처리하는 방법의 효율을 시험한다. 상기 방법은 애완동물 음식 프로세싱 공장으로부터 폐기물 스트림 상에 시험되었다. 폐기물 스트림은 30,000 gpd의 유량 및 36,080 ppm의 유입하는 COD를 가진다. 폐활성 슬러지는 6,000 gpd의 유량(3,000 평균), 및 10,000 ppm의 세균 농도를 가진다. 폐기물 스트림 및 폐활성 슬러지가 조합되었다. 유입 유동에 대한 폐활성 슬러지의 비율은 10%의 평균 및 20%의 최대치를 가진다. 이어서 양이온 폴리아크릴아미드 응집제가 부가되었다. 예시적인 양이온 폴리아크릴아미드 응집제가 케미라(Kemira), 시바(Ciba)(BASF), 스톡하우젠(Stockhausen), 및 SNF 플로어저(Floerger)로부터 상업적으로 가능하다. 이러한 프로세스 동안 화학 응고제가 사용되지 않는다. 이 결과는 표 2에서 도시된다.

COD 제거 상의 폐활성 슬러지의 유효성

초기 COD	36,080 ppm
5분에서 COD(폴리머 응집제 없이)	6630 ppm
폴리머 응집제 부가 5분 후 COD	6140 ppm

하루에 COD의 파운드	8941
폐활성 슬러지 상으로 흡수에 의해 제거된 COD의 파운드	7116
폴리머 응집제가 제거된 COD의 추가 파운드	11.01
제거된 총 COD	7127
흡수에 의해 제거되는 %COD	79.7%

표 2는 폐활성 슬러지가 폐기를 요구하는 상당한 고형물을 부가할 수 있고 COD의 상당한 퍼센티지를 제거시 효율적인 화학 응고제에 대한 바람직한 대안이다.

소정의 실시예에서, 소정의 오염물 또는 인을 제거하도록 화학 응고제를 사용하는 것이 가능할 수 있다. 염화 제 2 철은 50%에서 100% 까지 감소된 정량에서 이러한 방법으로 응고제로서 사용될 수 있다. 이는 인이 관련되는 경우 철 투여량이 50% 만큼 감소되고 인과 관련되지 않은 경우 100% 만큼 감소되며, 단지 BOD, COD, 및 오일, 지방 및 기름이 제거를 위한 타겟 오염물이다. 이러한 실시예에서, WAS가 폐기물 스트림과 조합된 후 및 응집제 부가 전 응고제가 부가될 수 있다.

예 3

예 3은 심하게 오염된 폐기물 스트림 처리시 방법의 효과가 시험되었다. 상기 방법은 음식 프로세싱 공장으로부터의 폐기물 스트림 상에서 시험된다. 폐기물 스트림은 37,000 gpd의 유량 및 85,560 ppm의 유입 COD를 가진다. 폐활성 슬러지는 35,000 gpd의 유량 및 20,000 ppm의 세균 농도를 가진다. 폐기물 스트림 및 폐활성 슬러지가 조합된다. 폐활성 슬러지 대 유입 유동의비율은 33%의 평균 및 50%의 최대치를 가진다. 이어서 양이온 폴리아크릴아미드 응집제가 부가되었다. 그 결과가 표 3에 도시되었다. 화학 응고제가 이러한 프로세스 동안 사용되지 않았다.

COD 제거 상의 폐활성 슬러지의 유효성

초기 COD	85,560 ppm
폐활성 슬러지의 부가 후의 COD	57,403 ppm
폴리머 응집제 부가의 5분 후 COD	32,748 ppm

일(day) 당 COD의 파운드	17,713
제거된 총 COD	7,608
흡수를 통해 제거된 % COD	43%

표 3은 폐활성 슬러지가 COD의 상당한 퍼센티지를 제거할 때 효과적이고 화학 응고제에 대한 바람직한 대안이다.

예 4

예 4는 심하게 오염된 폐기물 스트림을 처리시 상기 방법의 효율성이 검사되었다. 상기 방법은 가금류 프로세싱 공장의 가금류 트럭 세척 영역으로부터 폐기물 스트림을 테스트하였다. 폐기물 스트림은 2,200 ppm의 유입 COD 및 14,000 gpd의 유량을 가진다. 폐활성 슬러지는 22,000 gpd의 유량 및 5,000 ppm의 세균 농도를 가졌다. 폐기물 스트림 및 폐활성 슬러지가 조합되었다. 폐활성 슬러지 대 유입 유동의 비율은 50%의 평균 및 61%의 최대치를 가진다. 이어서 양이온 폴리아크릴아미드 응집제가 부가되었다. 그 결과가 표 4에 도시되었다. 화학 응고제가 이러한 프로세스 동안 사용되지 않았다.

COD 제거 상의 폐활성 슬러지의 유효성

초기 COD	2,200 ppm
5분에서의 COD(폴리머 응집제 없이)	1,060 ppm
폴리머 응집제 부가의 5분 후 COD	900 ppm

일(day) 당 COD의 파운드	266
폴리머 응집제로 제거된 COD의 파운드	116
흡수에 의해 제거된 % COD	43.6%

표 4는 폐활성 슬러지가 COD의 상당한 퍼센티지를 제거할 때의 유효성 및 화학적 응고제에 대한 바람직한 대안이다.

예 5

예 5는 심하게 오염된 폐기물 스트림을 처리시 방법의 효율성을 시험하고 종래의 응고제 및 응집제 시스템을 이용한 처리와 비교한다. 상기 방법은 감자 칩 제조 공장으로부터의 폐기물 스트림을 테스트하였다. 폐기물 스트림은 25,000 gpd의 유량 및 9,390 ppm의 유입 COD를 가진다.

응고제 처리에 대해, 폐기물 스트림은 알루미늄 크롤로하이드레이트 폴리머 응고제의 600 ppm으로 처리되었고 이어서 10 ppm의 음이온 폴리아크릴아미드 응집제로 처리되었다.

폐활성 슬러지 처리에 대해, 폐활성 슬러지는 4,000 gpd의 유량, 및 2%의 평가된 세균 농도를 가졌다. 폐기물 스트림 및 폐활성 슬러지가 조합되었다. 폐활성 슬러지 대 유입 유동의 비율은 약 16%이었다. 이어서 양이온 폴리아크릴아미드 응집제가 부가되었다. 그 결과가 표 5에 도시되었다. 화학 응고제가 폐활성 슬러지 프로세스 동안 사용되지 않았다.

COD 제거시 폐활성 슬러지의 유효성

	응고제로	WAS로
초기 COD	9,390 ppm	9,390 ppm
처리 후 COD	4,870 ppm	3,910 ppm
% COD	48 %	58 %
평가된 처리 비용	$41,085/년	$1,287/년

표 5는 폐활성 슬러지가 COD의 상당한 퍼센티지의 제거시 효과적이고 화학 응고제에 대해 바람직한 대안이다. 또한 이는 더욱 비용 효과적인 것을 보여준다.

위의 상세한 설명, 예 및 데이터는 본 발명의 완전한 설명을 제공한다. 본 발명의 다수의 실시예들이 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있으므로, 본 발명은 청구범위에 속한다.

Claims

폐기물 스트림을 처리하는 방법으로서,
(a) 오염물을 포함하는 폐기물 스트림을 제공하는 단계;
(b) 상기 폐기물 스트림의 용적의 약 15% 이상인 양으로 폐활성 슬러지를 제공하는 단계로서, 상기 폐활성 슬러지는 약 1% 이상의 세균 농도를 포함하는, 단계;
(c) 상기 폐기물 스트림과 상기 폐활성 슬러지를 단지 5분 동안 조합하는 단계; 및
(d) 상기 폐기물 스트림 내의 오염물이 상기 폐활성 슬러지 내의 세균으로 흡수하도록 허용하는 단계를 포함하는,
폐기물 스트림을 처리하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 오염물은 상기 폐기물 스트림의 약 0.5% 이상을 구성하는,
폐기물 스트림을 처리하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 오염물은 상기 폐기물 스트림의 약 3% 이상을 구성하는,
폐기물 스트림을 처리하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 방법은 화학 응고제의 50 ppm 미만을 사용하는,
폐기물 스트림을 처리하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 방법은 임의의 화학 응고제를 사용하지 않는,
폐기물 스트림을 처리하는 방법.
제 1 항에 있어서,
(a) 상기 오염물이 상기 세균으로 흡수된 후 응집제를 첨가하는 단계;
(b) 임의의 고형물을 분리하는 단계; 및
(c) 상기 고형물을 폐기하는 단계를 더 포함하는,
폐기물 스트림을 처리하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 폐활성 슬러지는 상기 폐기물 스트림의 용적의 약 15% 이상인,
폐기물 스트림을 처리하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 폐활성 슬러지는 상기 폐기물 스트림의 용적의 약 25% 이상인,
폐기물 스트림을 처리하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 폐활성 슬러지는 약 2% 이상의 세균 농도를 포함하는,
폐기물 스트림을 처리하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 폐활성 슬러지는 약 3% 이상의 세균 농도를 포함하는,
폐기물 스트림을 처리하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 폐기물 스트림은 음식 프로세싱 공장으로부터인,
폐기물 스트림을 처리하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 세균은 호기성인,
폐기물 스트림을 처리하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 세균은 혐기성인,
폐기물 스트림을 처리하는 방법.
폐기물 스트림을 처리하는 방법으로서,
(a) 4,000 ppm 미만의 총 부유 고형물을 포함하는 제 1 폐기물 스트림을 제공하는 단계;
(b) 1,000 ppm 초과의 총 부유 고형물을 포함하는 제 2 폐기물 스트림을 제공하는 단계;
(c) 상기 제 1 폐기물 스트림을 세균을 포함하는 폭기 시설로 운반되는 단계;
(d) 상기 제 1 폐기물 스트림 및 상기 세균을 정화기로 운반하는 단계;
(e) 상기 정화기 내의 세균을 회수 활성 슬러지로 지칭되는 세균의 적어도 제 1 부분, 및 폐활성 슬러지로 지칭되는 세균의 제 2 부분으로 분리하는 단계;
(f) 상기 회수 활성 슬러지를 상기 폭기 시설로 보내는 단계;
(g) 상기 폐활성 슬러지를 혼합 탱크로 보내는 단계;
(h) 10분 미만 동안 상기 제 2 폐기물 스트림과 상기 폐활성 슬러지를 상기 혼합 탱크 내에서 조합하는 단계; 및
(i) 상기 제 2 폐기물 스트림 내의 오염물이 상기 폐활성 슬러지 상으로 흡수하도록 허용하는 단계를 포함하는,
폐기물 스트림을 처리하는 방법.