KR20150143521A

KR20150143521A - Anaerobic treatment system and anaerobic treatment method

Info

Publication number: KR20150143521A
Application number: KR1020157030432A
Authority: KR
Inventors: 노리유키 후지모토; 히데키 이나바; 카즈아키 슈쓰보
Original assignee: 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤; 고쿠리쓰겐큐카이하쓰호진 고쿠리쓰칸쿄켄큐죠
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2015-12-23
Also published as: WO2014148565A1; CN105164062B; JP2014184382A; CN105164062A; JP6019333B2

Abstract

혐기성 처리조 내의 유기성 배수의 산화 환원 전위의 상승을 억제하여, 적합하게 혐기성 처리를 행한다. 혐기성 처리조(12)에 있어서의 혐기성 처리로 발생한 바이오 가스의 일부를 혐기성 처리조(12)보다 전단의 조정조(9) 및 산 생성조(11)로 반송하는 구성을 구비한다. 이로써, 바이오 가스에 포함되는 황화수소가 유기성 배수에 용해되어 유기성 배수 중의 황화물 이온의 농도를 높임으로써, 유기성 배수의 산화 환원 전위를 낮게 유지할 수 있다. 그 결과, 유기성 배수 중의 유기물 농도가 낮은 경우나, 저온에서의 혐기성 처리 등, 미생물에 의한 유기물 분해가 충분히 행해지지 않고 산소의 소비가 충분하지 않은 경우이더라도, 유기성 배수의 산화 환원 전위의 상승을 억제하여, 혐기성 처리를 적합하게 행할 수 있다.The increase of the oxidation-reduction potential of the organic wastewater in the anaerobic treatment tank is suppressed, and the anaerobic treatment is appropriately performed. A part of the biogas generated by the anaerobic treatment in the anaerobic treatment tank 12 is transported to the adjustment tank 9 and the acid generation tank 11 at the upstream side from the anaerobic treatment tank 12. As a result, the hydrogen sulfide contained in the biogas is dissolved in the organic wastewater, thereby increasing the concentration of the sulfide ion in the organic wastewater, so that the oxidation-reduction potential of the organic wastewater can be kept low. As a result, even when the concentration of the organic matter in the organic wastewater is low or the organic matter is not sufficiently decomposed by the microorganism such as anaerobic treatment at a low temperature, and the consumption of oxygen is not sufficient, the rise of the oxidation- Thus, anaerobic treatment can be suitably performed.

Description

TECHNICAL FIELD The present invention relates to an anaerobic treatment system and an anaerobic treatment method,

본 발명은, 혐기성 처리시스템 및 혐기성 처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to an anaerobic treatment system and an anaerobic treatment method.

유기물을 포함하는 유기성 배수의 처리방법으로서, 다량의 폭기(曝氣)동력을 필요로 하고, 잉여 슬러지 발생량도 많은 활성 슬러지법 대신에, UASB(Upflow Anaerobic Sludge Blanket: 상향류 혐기성 슬러지 블랭킷)법이나 EGSB(Expanded Granular Sludge bed: 팽창 입자 형상 슬러지 베드)법 등의 고속 메탄 발효법이 보급되어 오고 있다. 이러한 메탄 발효법 등의 혐기성 처리를 이용한 배수 처리시스템으로서는, 예를 들면 특허문헌 1에 기재된 것이 있다. 특허문헌 1에 기재된 배수 처리시스템과 같이, 메탄 발효조에서는, 혐기성의 메탄 생성균에 의하여 유기산이 메탄 가스나 탄산 가스로 변환 제거되고, 이로써 처리수의 수질 향상이 도모된다.As an alternative to the activated sludge process, which requires a large amount of aerobic power and generates a large amount of excess sludge, it is possible to use an UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) And high-speed methane fermentation methods such as EGSB (Expanded Granular Sludge Bed) method have been widely used. As such a wastewater treatment system using anaerobic treatment such as methane fermentation, for example, there is one described in Patent Document 1. Like the wastewater treatment system described in Patent Document 1, in the methane fermentation tank, the organic acid is converted and removed by the anaerobic methanogenic bacteria into methane gas and carbon dioxide gas, thereby improving the quality of the treated water.

일본 특허공개 2000-263084호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-263084

혐기성 처리에 있어서의 메탄 발효는, 환원 상태에서 진행하는 생물 반응이다. 여기에서, 메탄 발효를 행하는 혐기성 처리조에 산소를 포함하는 배수가 유입되거나, 조 내에 공기(산소)가 혼입되거나 함으로써 산화 환원 전위가 상승하여 산화 상태가 되면 반응이 정지하기 때문에, 산소가 혼입되지 않은 상태에서 메탄 발효를 행하는 것이 이상적이다. 단, 실제로는, 배수나 슬러지에 포함되는 미생물(통성(通性) 혐기성균 등)이 조 내의 유기물을 분해할 때에 산소를 소비하기 때문에, 산소의 양을 엄밀하게 관리하지 않아도 조 내의 혐기 상태를 유지할 수 있다.Methane fermentation in the anaerobic treatment is a biological reaction that proceeds in the reducing state. Here, since the wastewater containing oxygen enters the anaerobic treatment tank for methane fermentation, or air (oxygen) enters the tank, the oxidation-reduction potential rises and the oxidation stops, so that the reaction stops. It is ideal to perform methane fermentation. However, in practice, since microorganisms (such as anaerobic bacteria) contained in drainage and sludge consume oxygen when decomposing organic matter in the bath, the anaerobic conditions in the bath .

그러나, 유기물 농도가 낮은 배수를 혐기성 처리하는 경우에는, 미생물의 유기물의 분해량이 줄어들어, 산소의 소비량이 줄어들기 때문에, 산화 환원 전위가 상승할 가능성이 있다. 또, 배수의 온도가 5~20℃ 정도의 저온 상황하에 있는 경우에도, 그 이상의 온도의 경우와 비교하여 배수 중의 용존 산소 농도가 상승하기 때문에, 산화 환원 전위가 상승할 가능성이 있다. 산화 환원 전위가 상승하면, 메탄 발효의 효율이 저하하여, 수질의 악화나 메탄 생성량(회수량)의 저하가 우려된다.However, when the wastewater having a low organic substance concentration is anaerobically treated, the amount of decomposition of the organic matter of the microorganism is reduced, and the consumption amount of oxygen is reduced, so that the oxidation-reduction potential may increase. Also, even when the temperature of the drainage water is in a low temperature condition of about 5 to 20 占 폚, the dissolved oxygen concentration in the drainage water rises as compared with the case of the temperature higher than the above temperature. When the oxidation-reduction potential is increased, the efficiency of methane fermentation is lowered, resulting in deterioration of water quality and reduction of methane production (recovery).

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것이며, 혐기성 처리조 내의 유기성 배수의 산화 환원 전위의 상승을 억제하여, 적합하게 혐기성 처리를 행할 수 있는 혐기성 처리시스템 및 혐기성 처리방법의 제공을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an anaerobic treatment system and an anaerobic treatment method capable of appropriately performing anaerobic treatment by suppressing an increase in oxidation-reduction potential of organic wastewater in an anaerobic treatment tank.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 형태에 관한 혐기성 처리시스템은, 유기성 배수를 혐기성 처리함으로써 바이오 가스를 발생시키는 혐기성 처리조와, 상기 유기성 배수를 상기 혐기성 처리조의 전단(前段)에서 처리하는 전단 처리조와, 상기 혐기성 처리조에서 발생한 상기 바이오 가스 중 적어도 일부를 상기 혐기성 처리조보다 전단으로 반송(返送)하는 가스 반송수단을 구비한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an anaerobic treatment system according to one aspect of the present invention includes an anaerobic treatment tank for generating biogas by anaerobic treatment of organic wastewater, a shear treatment unit for treating the organic wastewater at a front stage of the anaerobic treatment tank And a gas conveying means for conveying (returning) at least a part of the biogas generated in the anaerobic treatment tank to an upstream side of the anaerobic treatment tank.

또, 본 발명의 일 형태에 관한 혐기성 처리방법은, 혐기성 처리조에 있어서 유기성 배수를 혐기성 처리함으로써 바이오 가스를 발생하는 혐기성 처리공정과, 상기 유기성 배수를 상기 혐기성 처리조의 전단에서 처리하는 전단 처리공정과, 상기 혐기성 처리조에서 발생한 상기 바이오 가스 중 적어도 일부를 상기 혐기성 처리조보다 전단으로 반송하는 가스 반송공정을 포함한 것을 특징으로 한다.An anaerobic treatment method according to an aspect of the present invention is characterized by comprising an anaerobic treatment step of generating biogas by anaerobic treatment of organic wastewater in an anaerobic treatment tank, a shearing treatment step of treating the organic wastewater at the front end of the anaerobic treatment tank , And a gas transporting step of transporting at least a part of the biogas generated in the anaerobic treatment tank to the upstream side of the anaerobic treatment tank.

상기의 혐기성 처리시스템 및 혐기성 처리방법에서는, 혐기성 처리조에서 발생한 바이오 가스 중 적어도 일부가 혐기성 처리조보다 전단으로 반송된다. 혐기성 처리조보다 전단으로 반송되는 바이오 가스에는, 황화수소가 포함되어 있다. 이로 인하여, 혐기성 처리조보다 전단에 있어서, 바이오 가스가 유기성 배수와 접함으로써, 황화수소가 유기성 배수에 용해되어, 유기성 배수의 산화 환원 전위를 저하시킨다. 이로써, 혐기성 처리조에 있어서 산화 환원 전위가 상승하는 것을 억제하여, 적합하게 혐기성 처리를 행할 수 있다.In the above-described anaerobic treatment system and anaerobic treatment method, at least a part of the biogas generated in the anaerobic treatment tank is transported to the upstream side of the anaerobic treatment tank. Hydrogen sulfide is included in the biogas transferred to the front end of the anaerobic treatment tank. As a result, the biogas comes into contact with the organic wastewater at the front end of the anaerobic treatment tank, so that the hydrogen sulfide dissolves in the organic wastewater, thereby lowering the oxidation-reduction potential of the organic wastewater. Thereby, the increase in the oxidation-reduction potential in the anaerobic treatment tank can be suppressed, and the anaerobic treatment can be suitably performed.

여기에서, 상기 작용을 효과적으로 나타내는 구성으로서, 구체적으로는, 상기 가스 반송수단은, 상기 바이오 가스 중 적어도 일부를 상기 전단 처리조로 반송하는 제1 가스 반송로를 가지는 양태를 들 수 있다.Here, as a configuration for effectively exhibiting the above action, specifically, the gas conveying means may include a first gas conveying path for conveying at least a part of the biogas to the pre-treatment tank.

또, 상기 작용을 효과적으로 나타내는 다른 구성으로서, 구체적으로는, 상기 전단 처리조의 전단에 마련되어, 상기 유기성 배수를 환원 처리하는 환원조를 추가로 구비하고, 상기 가스 반송수단은, 상기 바이오 가스 중 적어도 일부를 상기 환원조로 반송하는 반송로를 제2 가스 반송로를 가지는 양태를 들 수 있다.As another structure for effectively exhibiting the above-mentioned action, specifically, there is further provided a reduction tank provided at the front end of the shearing tank to reduce the organic wastewater, and the gas transporting means may include at least a part of the biogas To the reducing tank is referred to as a second gas transportation path.

또, 상기 전단 처리조의 전단에 마련되어, 상기 유기성 배수를 환원 처리하는 환원조를 추가로 구비하고, 상기 가스 반송수단은, 상기 전단 처리조 내의 가스의 일부를 상기 환원조로 반송하는 가스 이송로를 가지는 양태로 할 수도 있다.Further, it is preferable that the apparatus further comprises a reducing vessel provided at a front end of the shearing tank to reduce the organic wastewater, and the gas conveying means has a gas conveying path for conveying a part of the gas in the pre- Or the like.

이와 같이 혐기성 처리조로부터의 바이오 가스를 전단 처리조로 반송하여, 그 전단 처리조에 있어서의 가스를 환원조로 이송하는 이송라인을 추가로 구비하는 구성으로 함으로써, 환원조에 직접 바이오 가스를 반송하는 가스 반송라인을 구비하지 않더라도, 환원조에 있어서도 바이오 가스와 유기성 배수가 접촉 가능하게 되고, 유기성 배수에 황화수소가 용해되는 것이 가능하게 되며, 혐기성 처리조 내의 유기성 배수의 산화 환원 전위의 상승을 억제할 수 있다.In this manner, the biogas from the anaerobic treatment tank is transferred to the pretreatment tank, and the transfer line for transferring the gas in the pretreatment tank to the reduction tank is further provided. Thus, the gas transfer line The biogas and the organic wastewater can be brought into contact with each other even in the reduction tank, the hydrogen sulfide can be dissolved in the organic wastewater, and the rise of the oxidation-reduction potential of the organic wastewater in the anaerobic treatment tank can be suppressed.

본 발명에 의하면, 혐기성 처리조 내의 유기성 배수의 산화 환원 전위의 상승을 억제하여, 적합하게 혐기성 처리를 행할 수 있는 혐기성 처리시스템 및 혐기성 처리방법이 제공된다.According to the present invention, there is provided an anaerobic treatment system and an anaerobic treatment method capable of suppressing an increase in oxidation-reduction potential of organic wastewater in an anaerobic treatment tank and appropriately performing anaerobic treatment.

도 1은 본 실시형태에 관한 혐기성 처리시스템의 구성을 설명하는 도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view for explaining the configuration of an anaerobic treatment system according to the present embodiment. Fig.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 상세하게 설명한다. 다만, 도면의 설명에 있어서는 동일 요소에는 동일 부호를 붙여, 중복되는 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations are omitted.

도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 관한 혐기성 처리시스템의 구성을 나타내는 개략도이다. 혐기성 처리시스템(1)은, 원수 유입관(L1)을 통과하여 온 유기성 배수를 받아들이는 조정조(9)와, 그 후단의 산(酸) 생성조(11)와, 그 후단의 혐기성 처리조(12)를 추가로 구비한다.1 is a schematic view showing a configuration of an anaerobic treatment system according to an embodiment of the present invention. The anaerobic treatment system 1 includes an adjustment tank 9 for receiving the organic wastewater that has passed through the raw water inflow pipe L1, an acid production tank 11 at the subsequent stage, and an anaerobic treatment tank 12).

조정조(환원조)(9)는, 후단으로 송출하는 유기성 배수의 유량 조정 처리를 행하는 조이다. 또, 조정조(9)는, 환원 처리를 행하는 환원조로서의 기능을 가지고 있다. 조정조(9)에서는, 유기성 배수의 산화 환원 전위를 저하시킨다. 유기성 배수의 산화 환원 전위를 저하시키는 방법으로서는, 황화 나트륨 등의 환원제나 황산염 등을 조정조(9) 내의 유기성 배수와 혼합시키는 방법을 들 수 있다. 조정조(9)로부터는, 송수관(L2)을 통하여 산 생성조(11)에 소정의 유량으로 유기성 배수가 보내진다.The regulating tank (reducing tank) 9 is a tank for regulating the flow rate of organic wastewater discharged to the downstream end. The adjusting tank 9 has a function as a reducing tank for performing the reducing process. In the regulating tank 9, the oxidation-reduction potential of the organic wastewater is lowered. As a method for lowering the redox potential of the organic wastewater, a reducing agent such as sodium sulfide, a sulfate or the like is mixed with the organic wastewater in the adjustment tank 9. The organic wastewater is sent from the regulating tank 9 to the acid-producing tank 11 through the water-feeding pipe L2 at a predetermined flow rate.

산 생성조(전단(前段) 처리조)(11)는, 산 생성균에 의하여 유기성 배수에 포함되는 유기물을 아세트산 등으로 분해한다. 또, 산 생성조(11)에 있어서, 중화제로서 알칼리제(예를 들면, 수산화 나트륨)를 첨가하는 것도 바람직하다. 산 생성조(11)에는, 송수관(L3)이 접속되어 있어서, 산 생성조(11) 내의 유기성 배수가 상향류(上向流)식의 혐기성 처리조(12)에 유입하게 되어 있다.The acid production tank (the front stage treatment tank) 11 decomposes the organic matter contained in the organic wastewater by acid-producing bacteria into acetic acid or the like. It is also preferable to add an alkaline agent (for example, sodium hydroxide) as a neutralizing agent in the acid-producing tank 11. The organic wastewater in the acid production tank 11 flows into the anaerobic treatment tank 12 of the upflow type.

혐기성 처리조(12)는, 직육면체 형상이나 원기둥 형상의 용기 등으로 이루어지고, EGSB(Expanded Granular Sludge Bed) 반응조 등으로 불리는 타입의 수처리조이다. 혐기성 처리조(12)의 하부에는, 유입부(13)가 마련되어 있다. 유입부(13)는, 송수관(L3)에 연결되어 있어서 유기성 배수(W)를 혐기성 처리조(12) 내에 유입시킨다. 유입부(13)는, 예를 들면 길이 방향으로 균일하게 구멍부가 마련된 송수관이다. 혐기성 처리조(12) 내에는, 혐기성 슬러지가 입자 형상화되어 이루어지는 그래뉼 슬러지가 수납되어 있다. 유기성 배수(W)는, 그래뉼 슬러지에 접촉함으로써, 그래뉼 슬러지 중의 혐기성균에 의하여 혐기성 처리된다. 이와 같은 그래뉼 슬러지가, 유기성 배수 중에서 하부에 침강하여 고임으로써, 혐기성 처리조(12)의 하부에는 그래뉼 슬러지층(14)이 형성되어 있다.The anaerobic treatment tank 12 is a water treatment tank of a type called a expanded granular sludge bed (EGSB) tank or the like, which is formed of a rectangular parallelepiped or cylindrical vessel or the like. At the bottom of the anaerobic treatment tank 12, an inflow section 13 is provided. The inflow section 13 is connected to the water feed pipe L3 to introduce the organic wastewater W into the anaerobic treatment tank 12. The inflow portion 13 is a water supply pipe provided with a hole portion uniformly in the longitudinal direction, for example. In the anaerobic treatment tank 12, a granular sludge in which the anaerobic sludge is shaped into particles is stored. The organic wastewater W is anaerobically treated by the anaerobic bacteria in the granular sludge by contacting the granular sludge. The granular sludge is precipitated in the lower part of the organic wastewater, and the granular sludge layer 14 is formed in the lower part of the anaerobic treatment tank 12.

혐기성 처리조(12)에서는, 그 하부에 마련된 유입부(13)로부터 유기성 배수(W)를 내부로 도입함으로써 상향의 유동을 발생시키고, 혐기성 미생물이 응집되어 있는 그래뉼 슬러지층(14)에 유기성 배수(W)를 통과시켜, 유기성 배수(W)를 혐기성 처리한다. 그래뉼 슬러지층(14)의 상부에는, 당해 그래뉼 슬러지층(14)을 통과하여 혐기성 처리를 거친 유기성 배수(W)의 액층이 형성되어 있다. 이 액층의 유기성 배수(W)에는, 그래뉼 슬러지층(14)으로부터 부상한 부상 그래뉼 슬러지나, 혐기성 처리에 의하여 발생한 바이오 가스(예를 들면, 메탄 가스)가 포함되어 있다. 다만, 부상 그래뉼 슬러지는, 그래뉼 슬러지가 부상한 것으로서, 예를 들면 그래뉼 슬러지에 가스가 부착하거나, 가스가 내포되거나 한 것이다. 바이오 가스의 주된 구성 성분은 메탄과 이산화탄소이고, 황화수소, 질소, 수소 등의 다른 성분도 소량 포함된다.In the anaerobic treatment tank 12, organic wastewater W is introduced from the inflow portion 13 provided in the lower portion thereof into the interior of the anaerobic treatment tank 12 to generate an upward flow, and organic wastewater is discharged to the granular sludge layer 14 in which the anaerobic microorganisms are aggregated. (W), and the organic wastewater (W) is anaerobically treated. On the upper part of the granular sludge layer 14, there is formed a liquid layer of organic waste water W which has passed through the granulated sludge layer 14 and has undergone anaerobic treatment. The organic wastewater (W) in the liquid layer includes floating granule sludge floating from the granule sludge layer 14 and biogas (for example, methane gas) generated by the anaerobic treatment. However, the floating granule sludge is one in which the granule sludge floats, for example, the gas is attached to the granule sludge or the gas is contained. The main components of the biogas are methane and carbon dioxide, and other components such as hydrogen sulfide, nitrogen, and hydrogen are also included in small quantities.

또, 혐기성 처리조(12)의 상부에는, 유기성 배수(W)와 부상 그래뉼 슬러지와 바이오 가스를 분리하기 위한 삼상(三相) 분리부(18)가 배치되어 있다.A three-phase separation unit 18 for separating the organic wastewater W, the floating granule sludge and the biogas is disposed in the upper part of the anaerobic treatment tank 12.

삼상 분리부(18)의 하단부에는, 유기성 배수(W)를 삼상 분리부(18)의 내부에 도입하는 도입구(18a)가 형성되어 있다. 이 도입구(18a)에 유기성 배수(W)를 유도하기 위하여, 삼상 분리부(18)의 하방으로서 도입구(18a)의 주위에는, 삼상 분리부(18)의 저부를 따라 설치된 도입판(19)이 마련되어 있다. 또, 도입판(19)에는, 도입구(18a)에 도입되지 않은 유기성 배수(W)를 하측으로 반송하기 위한 반송구(19a)가 형성되어 있다. 또, 도입판(19)의 더 하방에는, 도입판(19)의 반송구(19a)를 통하여 반송되는 유기성 배수(W)의 흐름을 조절하기 위한 정류판(20)이 마련되어 있다.An introduction port 18a for introducing organic wastewater W into the three-phase separation unit 18 is formed at the lower end of the three-phase separation unit 18. An introduction plate 19 is provided around the introduction port 18a as a downward direction of the three-phase separation unit 18 along the bottom of the three-phase separation unit 18 for introducing organic wastewater W into the introduction port 18a. ). The introduction plate 19 is provided with a transporting port 19a for transporting organic wastewater W not introduced into the introduction port 18a downward. A rectification plate 20 for regulating the flow of the organic wastewater W transported through the transporting port 19a of the introduction plate 19 is further provided below the introduction plate 19. [

유기성 배수(W)는, 상기 그래뉼 슬러지층(14)을 통과하여 상향으로 유동하여, 도입판(19)에 의하여 도입판(19)과 삼상 분리부(18)의 사이에 형성된 도입로에 외측으로부터 유입된다. 상기 도입로를 통과한 유기성 배수(W)의 일부는, 도입구(18a)로부터 삼상 분리부(18) 내에 유입되고, 다른 부분은, 도입판(19)의 반송구(19a)로부터 하측으로 흐르게 되어 있다.The organic wastewater W flows upward through the granular sludge layer 14 and flows from the outside to the introduction passage formed between the introduction plate 19 and the three-phase separation portion 18 by the introduction plate 19 &Lt; / RTI > A part of the organic waste water W that has passed through the introduction passage flows into the three-phase separation section 18 from the introduction port 18a and the other part flows downward from the transport port 19a of the introduction plate 19 .

삼상 분리부(18) 내로 유입된 유기성 배수(W)는, 삼상 분리부(18)의 측벽(18b)으로부터 외측으로 흘러넘쳐, 처리수로서 처리수 배출부(23)에 모아진다. 측벽(18b)의 상단의 높이에, 유기성 배수(W)의 액면(H)이 형성된다. 처리수 배출부(23)의 처리수의 일부는, 처리수 반송로(L4)를 통하여 산 생성조(11)로 반송되고, 처리수 배출부(23)의 처리수의 잔부는, 배수관(L5)을 통하여 계외로 배출된다. 삼상 분리부(18)에 있어서, 삼상 분리부(18)의 측벽(18b)의 내측에는, 도입구(18a)로부터 유입된 유기성 배수(W)가 직접 처리수 배출부(23)에 유입되지 않게 하기 위한 격벽(24)이 마련되어 있다.The organic wastewater W that has flowed into the three-phase separator 18 flows out from the side wall 18b of the three-phase separator 18 and collects in the treated water discharging portion 23 as treated water. At the height of the upper end of the side wall 18b, the liquid level H of the organic wastewater W is formed. A part of the treated water in the treated water discharging portion 23 is conveyed to the acid producing tank 11 through the treated water conveying route L4 and the remainder of the treated water in the treated water discharging portion 23 flows into the drain pipe L5 ) To the outside of the system. The organic wastewater W introduced from the introduction port 18a does not directly flow into the treated water discharge section 23 on the inner side of the side wall 18b of the three-phase separation section 18 in the three- A partition wall 24 is provided.

또, 혐기성 처리조(12) 내에서, 액면(H)보다 상방의 폐쇄공간(31)에는, 상기 서술한 바이오 가스가 일시적으로 저장된다. 액면(H) 하의 혐기성 처리공간(33)에는, 유기성 배수(W)가 저장된다.In the anaerobic treatment tank 12, the above-described biogas is temporarily stored in the closed space 31 above the liquid level H. In the anaerobic treatment space 33 under the liquid level H, organic wastewater W is stored.

혐기성 처리조(12)에서는, 혐기성 처리공간(33)에서 유기성 배수(W)의 혐기성 처리가 행해져, 바이오 가스가 발생한다. 당해 바이오 가스가 부상하여 액면(H)까지 도달함으로써, 가스 저장공간(31)에 바이오 가스가 일시적으로 저장된다. 가스 저장공간(31)의 바이오 가스는, 가스 회수라인(L6)을 통하여 외부로 배출되어 유용한 에너지원으로서 회수된다.In the anaerobic treatment tank 12, anaerobic treatment of the organic wastewater W is performed in the anaerobic treatment space 33, and biogas is generated. The biogas is lifted up to reach the liquid level H, so that the biogas is temporarily stored in the gas storage space 31. The biogas in the gas storage space 31 is discharged to the outside through the gas recovery line L6 and recovered as a useful energy source.

가스 회수라인(L6)으로부터 분기하여 바이오 가스를 전단으로 반송하기 위한 반송라인(L7)(가스 반송수단)이 추가로 마련되어 있다. 가스 반송라인(L7)은, 추가로 바이오 가스의 일부를 조정조(9)로 반송하는 가스 반송라인(L8)(가스 반송수단: 제2 가스 반송로)과 바이오 가스의 일부를 산 생성조(11)로 반송하는 가스 반송라인(L9)(가스 반송수단: 제1 가스 반송로)으로 분기한다. 다만, 가스 반송라인(L8, L9)의 조정조(9), 산 생성조(11)측의 단부는, 각 조에 저장되는 유기성 배수의 내부에 있게 하여, 유기성 배수 중에 반송되는 바이오 가스를 흡입하는 구성인 것이 바람직하다. 이와 같은 구성을 가짐으로써, 가스 반송라인(L8, L9)에 의하여 반송되는 바이오 가스가 각 조 내의 유기성 배수와 적합하게 혼합된다.And a return line L7 (gas carrying means) for branching from the gas collecting line L6 and conveying the biogas to the preceding stage is additionally provided. The gas returning line L7 further includes a gas transfer line L8 (gas transferring means: second gas transferring line) for transferring a part of the biogas to the regulating tank 9 and a part of the biogas in the acid- To the gas conveying line L9 (gas conveying means: the first gas conveying path). However, the adjustment tank 9 and the end on the side of the acid generation tank 11 of the gas transfer lines L8 and L9 are located inside the organic wastewater stored in the respective tanks so that the biogas carried in the organic wastewater is sucked . By having such a configuration, the biogas conveyed by the gas conveyance lines L8 and L9 is appropriately mixed with the organic wastewater in each tank.

또, 가스 반송라인(L8, L9)에는, 각각, 라인을 개폐 가능하게 하는 밸브(V8, V9)가 마련되어 있다.The gas return lines L8 and L9 are provided with valves V8 and V9 for opening and closing the line, respectively.

다음으로, 상기 혐기성 처리시스템(1)에 의한 혐기성 처리방법에 대하여 설명한다.Next, an anaerobic treatment method by the anaerobic treatment system 1 will be described.

(환원 처리공정/전단(前段) 처리공정)(Reduction processing step / front end processing step)

조정조(9)에 유기성 배수가 도입되면, 조정조(9)에서는, 환원제 등을 첨가함으로써 환원 처리가 행해진다. 이로써 조정조(9) 내의 유기성 배수의 산화 환원 전위가 저하된다. 환원 처리 후의 유기성 배수는, 유량을 조정시키면서, 조정조(9)로부터 산 생성조(11)로 보내진다.When the organic wastewater is introduced into the adjustment tank 9, in the adjustment tank 9, a reducing treatment is performed by adding a reducing agent or the like. Thereby, the oxidation-reduction potential of the organic wastewater in the adjustment tank 9 is lowered. The organic wastewater after the reduction treatment is sent from the adjustment tank 9 to the acid production tank 11 while adjusting the flow rate.

(산 생성조 처리공정)(Acid production tank treatment process)

조정조(9)에서 조정된 유량으로, 산 생성조(11)에 대하여 유기성 배수가 도입되면, 산 생성조(11)에서는, 산 생성균에 의하여 유기성 배수에 포함되는 유기물이 아세트산 등으로 분해된다. 이로써 아세트산 등의 유기산을 많이 포함하는 유기성 배수가, 산 생성조(11)로부터 혐기성 처리조(12)로 보내진다.When the organic wastewater is introduced into the acid-producing tank 11 at the flow rate adjusted in the adjusting tank 9, the organic matter contained in the organic wastewater by the acid-producing bacteria is decomposed into acetic acid or the like in the acid- Whereby organic wastewater containing a large amount of organic acid such as acetic acid is sent from the acid producing tank 11 to the anaerobic treatment tank 12.

(혐기성 처리공정)(Anaerobic treatment process)

혐기성 처리조(12)의 유입부(13)로부터 도입된 유기성 배수(W)는, 혐기성 처리공간(33) 내를 상향으로 유동한다. 이때, 유기성 배수(W)는, 그래뉼 슬러지층(14)을 통과하면서 그래뉼 슬러지에 접촉하여, 혐기성 처리된다.The organic wastewater W introduced from the inlet 13 of the anaerobic treatment tank 12 flows upward in the anaerobic treatment space 33. At this time, the organic wastewater W is contacted with the granular sludge while passing through the granular sludge layer 14, and anaerobically treated.

(처리수 배출공정)(Process water discharge process)

그 후, 액면(H)까지 도달한 유기성 배수(W)는, 측벽(18b)의 상단을 넘어 처리수 배출부(23)로 흘러넘쳐, 처리수로서 배수관(L5)을 통하여 계외로 배출된다. 다만, 배출된 처리수에는, 후단에서 소정의 수처리가 추가로 실시된다.Thereafter, the organic wastewater W reaching the liquid level H flows over the upper end of the side wall 18b to the treated water discharge portion 23, and is discharged to the outside of the system through the water discharge pipe L5 as treated water. However, the treated water discharged is further subjected to predetermined water treatment at the downstream end.

(가스 회수공정)(Gas recovery process)

상기 혐기성 처리공정에서는, 혐기성 반응에 의한 바이오 가스(메탄 가스, 이산화탄소 등)가 발생하여, 액면(H)까지 부상함으로써 가스 저장공간(31)에 일시적으로 저장되고, 바이오 가스의 양이 증가하면, 가스 저장공간(31)의 바이오 가스가, 가스 저장공간(31)의 압력에 의하여 가스 회수라인(L6)을 유동하여 배출된다.In the anaerobic treatment step, biogas (methane gas, carbon dioxide, etc.) generated by the anaerobic reaction is generated and temporarily stored in the gas storage space 31 by lifting up to the liquid level H. When the amount of the biogas is increased, The biogas in the gas storage space 31 flows through the gas recovery line L6 by the pressure of the gas storage space 31 and is discharged.

(가스 반송공정)(Gas transportation step)

가스 회수라인(L6)으로부터 분기된 가스 반송라인(L7), 가스 반송라인(L7)으로부터 추가로 분기된 가스 반송라인(L8)을 통하여, 바이오 가스가 조정조(9)로 보내진다. 또, 가스 반송라인(L7)으로부터 분기된 가스 반송라인(L9)을 통하여, 바이오 가스가 산 생성조(11)로 보내진다. 가스 반송라인(L8, L9)에 대한 바이오 가스의 반송량의 조절은, 밸브(V8, V9)에 의하여 행해진다.The biogas is sent to the regulating tank 9 through the gas return line L7 branched from the gas return line L6 and the gas return line L8 further branched from the gas return line L7. Further, the biogas is sent to the acid-producing tank 11 through the gas return line L9 branched from the gas return line L7. Adjustment of the transport amount of the biogas to the gas transfer lines L8 and L9 is performed by valves V8 and V9.

다음으로, 이상 설명한 혐기성 처리시스템(1) 및 혐기성 처리방법에 따른 작용 효과에 대하여 설명한다.Next, the operation and effect of the anaerobic treatment system (1) and the anaerobic treatment method described above will be described.

혐기성 처리조(12)에 있어서의 혐기성 처리는, 환원 상태에 있어서 진행하는 메탄 생성균 등의 혐기성균(편성(偏性) 혐기성균)에 의한 생물 반응이다. 따라서, 산화 환원 전위가 ―200mV 이상인 산화 상태가 되면, 생물 반응이 정지한다. 혐기성균에 의한 혐기성 처리를 적합하게 행하기 위해서는, 유기성 배수에 산소가 혼입되어 있지 않는 상태로 혐기성 처리를 행하는 것이 바람직하다. 그러나, 실제로는, 유기성 배수에 다소 산소가 혼입되어 있어도, 그래뉼 슬러지층(14)의 슬러지에 존재하는 미생물(통성 혐기성균)이 유기물의 분해 시에 산소를 소비하는 점에서, 약간량의 산소가 유기성 배수에 혼입되어 있어도 메탄 발효는 진행하고, 혐기성 처리가 적합하게 행해진다.The anaerobic treatment in the anaerobic treatment tank 12 is a biological reaction caused by anaerobic bacteria (biased anaerobic bacteria) such as methane-producing bacteria that progress in a reducing state. Therefore, when the oxidation-reduction potential reaches -200 mV or higher, the biological reaction is stopped. In order to suitably carry out the anaerobic treatment by the anaerobic bacteria, it is preferable to conduct the anaerobic treatment in a state in which oxygen is not mixed into the organic wastewater. However, in actuality, even if oxygen is slightly mixed into the organic waste water, since microorganisms (fluid anaerobic bacteria) existing in the sludge of the granular sludge layer 14 consume oxygen upon decomposition of the organic matter, The methane fermentation proceeds even if it is mixed with the organic wastewater, and anaerobic treatment is suitably carried out.

단, 혐기성 처리조에 일정량 이상의 산소가 공급된 경우, 산소를 다 소비하지 못하여, 산화 환원 전위는 상승하고, 그 결과 혐기성 처리가 적합하게 행해지지 않는 것을 생각할 수 있다. 산화 환원 전위가 상승하는 예로서, 유기성 배수에 포함되는 유기물의 농도가 낮고, 산소를 소비하기 위한 미생물의 활동이 충분히 행해지지 않는 경우를 들 수 있다. 미생물에 의한 유기물 분해의 활동량이 적은 경우에는, 그 활동량의 감소에 따라 소비되는 산소가 감소한다. 또, 5~20℃의 저온역에 있어서 혐기성 처리를 하는 경우에는, 중온역(30~40℃)이나 고온역(50~60℃)의 경우와 비교하여, 유기성 배수 중의 용존 산소 농도가 높아져, 미생물에 의한 산소의 분해를 충분히 행할 수 없는 경우를 생각할 수 있다. 이와 같이, 유기성 배수 중의 산소의 제거가 충분히 행해지지 않아, 산화 환원 전위가 상승하여, -200mV를 상회하면, 혐기성 처리가 충분히 행해지지 않게 되어, 처리수의 수질이 악화될 가능성이 있다.However, when more than a certain amount of oxygen is supplied to the anaerobic treatment tank, it is conceivable that the oxygen is not consumed in a large amount, the oxidation-reduction potential increases, and as a result, the anaerobic treatment is not suitably performed. Examples of the increase in the oxidation-reduction potential include a case in which the concentration of the organic matter contained in the organic wastewater is low and the microorganisms are not sufficiently activated to consume oxygen. When the amount of activity of organic matter decomposition by microorganisms is small, the amount of oxygen consumed decreases as the amount of activity decreases. When the anaerobic treatment is performed at a low temperature range of 5 to 20 占 폚, the dissolved oxygen concentration in the organic wastewater increases as compared with the case of the middle temperature zone (30 to 40 占 폚) or the high temperature zone (50 to 60 占 폚) It can be considered that oxygen can not be sufficiently decomposed by microorganisms. As described above, the oxygen in the organic wastewater is not sufficiently removed, and the oxidation-reduction potential increases. When the oxidation-reduction potential exceeds -200 mV, the anaerobic treatment is not sufficiently performed, and the water quality of the treated water is likely to deteriorate.

이에 대하여, 본 실시형태에 관한 혐기성 처리시스템(1)에서는, 혐기성 처리조(12)에 있어서의 혐기성 처리에서 발생한 바이오 가스의 일부를 혐기성 처리조(12)보다 전단의 조정조(9) 및 산 생성조(11)로 반송하는 구성을 구비한다.On the other hand, in the anaerobic treatment system 1 according to the present embodiment, a portion of the biogas generated in the anaerobic treatment in the anaerobic treatment tank 12 is partially supplied to the anaerobic treatment tank 12, To the tank (11).

이로써, 바이오 가스에 포함되는 황화수소가 유기성 배수에 용해된다. 황화수소는 환원성이 높은 가스로서, 이것이 유기성 배수에 용해되어 유기성 배수 중의 황화물 이온의 농도를 높임으로써, 유기성 배수의 산화 환원 전위를 낮게 유지할 수 있다. 따라서, 유기성 배수 중의 유기물 농도가 낮은 경우나, 저온에서의 혐기성 처리 등, 미생물에 의한 유기물 분해가 충분히 행해지지 않아 산소의 소비가 충분하지 않은 경우이더라도, 유기성 배수의 산화 환원 전위의 상승을 억제하여, 혐기성 처리를 적합하게 행할 수 있다.As a result, the hydrogen sulfide contained in the biogas is dissolved in the organic wastewater. Hydrogen sulfide is a highly reductive gas which is dissolved in organic wastewater to increase the concentration of sulfide ions in the organic wastewater, so that the redox potential of the organic wastewater can be kept low. Therefore, even when the organic matter concentration in the organic wastewater is low or the organic matter decomposition due to microorganisms is not sufficiently performed, such as anaerobic treatment at a low temperature, the increase of the oxidation-reduction potential of the organic wastewater is suppressed , Anaerobic treatment can be suitably performed.

또, 혐기성 처리조(12)의 그래뉼 슬러지층(14)의 슬러지에는, 황산 환원 반응을 행하는 미생물도 포함되어 있어서, 혐기성 처리에 의하여 유기성 배수 중의 황산염류는, 황 이온 등의 환원성 황으로 변화하고, 이로써 유기성 배수의 산화 환원 전위가 낮게 유지된다. 그러나, 유기성 배수 중의 유기물 농도가 낮은 경우나, 저온에서의 혐기성 처리 등, 유기물 분해가 충분히 행해지지 않아 산소의 소비가 충분하지 않은 환경은, 황산 환원 반응을 행하는 미생물에 있어서도 활발하게 활동할 수 없는 환경이다. 따라서, 혐기성 처리조(12)보다 전단에 있어서, 바이오 가스에 포함되는 황화수소가 유기성 배수에 용해되는 구성으로 함으로써, 유기성 배수 중의 황화수소의 결핍을 방지하여, 배수의 산화 환원 전위를 낮게 유지할 수 있다.The sludge in the granular sludge layer 14 of the anaerobic treatment tank 12 also contains microorganisms that perform the sulfuric acid reduction reaction so that the anaerobic treatment causes the sulfate salts in the organic wastewater to change to reducing sulfur such as sulfur ions , Whereby the redox potential of the organic wastewater is kept low. However, in a case where the concentration of organic matter in the organic wastewater is low, or the anaerobic treatment at low temperature, the organic matter is not sufficiently decomposed and the environment in which the consumption of oxygen is insufficient is not sufficient for the microorganisms performing the sulfuric acid reduction reaction to be. Therefore, by making the hydrogen sulfide contained in the biogas dissolve in the organic wastewater at the front end of the anaerobic treatment tank 12, deficiency of hydrogen sulfide in the organic wastewater can be prevented, and the oxidation-reduction potential of the wastewater can be kept low.

다만, 바이오 가스는, 도 1에 나타내는 혐기성 처리시스템(1)과 같이, 조정조(9)와 산 생성조(11)의 쌍방으로 반송하는 구성으로 해도 되고, 어느 일방으로만 반송하는 구성으로 해도 된다.However, the biogas may be configured to be transported both to the adjustment tank 9 and the acid production tank 11, as in the anaerobic treatment system 1 shown in Fig. 1, or may be configured to transport the biogas to either one of them .

또, 조정조(9)와 산 생성조(11)를 비교한 경우, 산 생성조(11)에서는 산 생성균에 의하여 유기성 배수에 포함되는 유기물을 아세트산 등으로 분해하는 공정이 행해지기 때문에, 유기성 배수의 pH가 조정조(9)와 비교하여 낮아진다. 이와 같이 pH가 낮아지면, 바이오 가스 중의 황화수소가 유기성 배수에 용해되기 어려워지기 때문에, 유기성 배수의 pH가 보다 높은 조정조(9)에 바이오 가스를 반송하는 구성으로 함으로써, 바이오 가스의 황화수소가 유기성 배수에 용해되기 쉬워진다고 생각된다.When the adjustment tank 9 and the acid production tank 11 are compared, in the acid production tank 11, a step of decomposing the organic matter contained in the organic waste water by the acid-producing bacteria into acetic acid or the like is performed. the pH is lowered as compared with the adjustment tank 9. Since the hydrogen sulfide in the biogas is less likely to be dissolved in the organic wastewater when the pH is lowered as described above, the biogas is transported to the adjustment tank 9 having a higher pH of the organic wastewater. It is thought that it becomes easy to dissolve.

또, 산 생성조(11)에 있어서 황화수소의 용해가 불충분한 경우에는, 예를 들면 가스 반송라인(L9)에 더하여, 산 생성조(11)의 상부의 가스를 회수하여 조정조(9)로 보내는 가스 이송로인 가스 이송라인(L10)(도 1에서는 파선으로 나타냄)을 추가로 마련하는 구성으로 해도 된다. 다만, 가스 이송라인(L10)을 가지는 구성으로 하는 경우는, 산 생성조(11)에의 가스 반송라인(L9)이 마련되는 것이 전제이다. 혐기성 처리조(12)로부터의 바이오 가스를 산 생성조(11)로 반송하고, 그 산 생성조(11)에 있어서의 가스를 조정조(9)로 추가로 이송하는 구성으로 함으로써, 조정조(9)에 직접 바이오 가스를 반송하는 가스 반송라인(L8)을 구비하지 않더라도, 조정조(9)에 있어서도 바이오 가스와 유기성 배수가 접촉 가능하게 되어, 유기성 배수에 황화수소가 용해되는 것이 가능하게 된다.When the hydrogen sulfide dissolution is insufficient in the acid production tank 11, the gas above the acid production tank 11 is recovered and sent to the regeneration tank 9, for example, in addition to the gas return line L9 And a gas transfer line L10 (indicated by a broken line in Fig. 1), which is a gas transfer line, may be additionally provided. However, in the case of a configuration having the gas transfer line L10, it is premised that the gas transfer line L9 to the acid generation tank 11 is provided. The biogas from the anaerobic treatment tank 12 is transferred to the acid production tank 11 and the gas in the acid production tank 11 is further transported to the adjustment tank 9, The biogas and the organic wastewater can be brought into contact with each other even in the regulating tank 9 and the hydrogen sulfide can be dissolved in the organic wastewater even if the gas returning line L8 for directly conveying the biogas directly to the regeneration tank 9 is not provided.

또, 송수관(L2) 또는 송수관(L3)에 가스 반송라인을 접속하여, 송수관 내를 흐르는 유기성 배수와 바이오 가스를 혼합시키는 구성으로 해도 된다. 즉, 혐기성 처리조(12)보다 전단에 있어서, 혐기성 처리조(12)로부터 반송되는 바이오 가스와 유기성 배수를 혼합시킴으로써, 황화수소가 유기성 배수에 용해됨으로써 산화 환원 전위가 저하된다. 이 구성을 가짐으로써, 혐기성 처리조(12)에 있어서의 유기성 배수의 산화 환원 전위의 상승을 억제할 수 있어, 혐기성 처리를 적합하게 행할 수 있다.Alternatively, a gas return line may be connected to the water pipe (L2) or the water pipe (L3) to mix the organic wastewater flowing in the water pipe with the biogas. That is, by mixing the biogas transferred from the anaerobic tank 12 with the organic wastewater at the upstream side of the anaerobic treatment tank 12, the hydrogen sulfide is dissolved in the organic wastewater and the oxidation-reduction potential is lowered. With this configuration, the increase in the oxidation-reduction potential of the organic wastewater in the anaerobic treatment tank 12 can be suppressed, and the anaerobic treatment can be appropriately performed.

또, 유기성 배수의 산화 환원 전위에 따라, 예를 들면 밸브(V8, V9)의 개폐 등에 의하여, 반송하는 바이오 가스의 반송량을 조정하는 구성으로 해도 된다.The amount of the biogas to be transported may be adjusted by, for example, opening and closing the valves V8 and V9 depending on the redox potential of the organic wastewater.

이상, 본 발명의 적합한 실시형태에 대하여 설명해 왔지만, 본 발명은 반드시 상기 서술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 변경하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다. 예를 들면, 혐기성 처리조(12)는, EGSB 반응조에 한정되지 않고, 예를 들면 UASB(Upflow Anaerobic Sludge Blanket) 반응조여도 된다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not necessarily limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible without changing the gist of the present invention. For example, the anaerobic treatment tank 12 is not limited to the EGSB reaction tank but may be, for example, UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket).

또, 상기 실시형태에서는, 조정조(9)에 있어서 환원제를 유기성 배수 중에 첨가하는 구성에 대하여 설명했지만, 환원제의 첨가 등의 환원 처리를 조정조(9)에서 행하지 않고, 유량의 조정만을 행하는 구성으로 해도 된다.In the above embodiment, the reducing agent is added to the organic wastewater in the adjusting tank 9. However, even if the reducing tank 9 is not subjected to the reducing treatment such as the addition of the reducing agent and only the flow rate is adjusted do.

1 혐기성 처리시스템
9 조정조(환원조)
11 산 생성조(전단 처리조)
12 혐기성 처리조
L6 가스 회수라인
L7, L8, L9 가스 반송라인
W 유기성 배수1 Anaerobic Treatment System
9 Adjustment tank (reduction tank)
11 Acid production tank (shearing tank)
12 anaerobic treatment tank
L6 gas recovery line
L7, L8, and L9 gas return lines
W Organic drainage

Claims

An anaerobic treatment tank for generating biogas by anaerobic treatment of organic wastewater,
A pretreatment tank for treating the organic wastewater at the upstream side of the anaerobic treatment tank,
A gas conveying means for conveying at least a part of the biogas generated in the anaerobic treatment tank to an upstream side of the anaerobic treatment tank;
Wherein the anaerobic treatment system comprises:

The method according to claim 1,
The gas conveying means has a first gas conveying path for conveying at least a part of the biogas to the pre-treatment tank
Wherein the anaerobic treatment system comprises:

The method according to claim 1 or 2,
Further comprising a reduction tank provided at a front end of the shearing treatment tank for reducing the organic wastewater,
Wherein the gas conveying means has a second gas conveying path for conveying at least a part of the biogas to the reducing tank
Wherein the anaerobic treatment system comprises:

The method of claim 2,
Further comprising a reduction tank provided at a front end of the shearing treatment tank for reducing the organic wastewater,
The gas transferring means has a gas transfer path for transferring a part of the gas in the pre-treatment tank to the reducing chamber
Wherein the anaerobic treatment system comprises:

An anaerobic treatment step of anaerobic treatment of organic wastewater in the anaerobic treatment tank to generate biogas,
A pretreatment step of treating the organic wastewater at the upstream side of the anaerobic treatment tank;
A gas transportation step of transporting at least a part of the biogas generated in the anaerobic treatment tank to an upstream side of the anaerobic treatment tank
Wherein the anaerobic treatment method comprises the steps of: