KR20220107696A - 호기탈질 미생물 및 유동상 활성탄 담체의 생물처리 공정을 도입한 폐수 수탁처리 시스템 - Google Patents
호기탈질 미생물 및 유동상 활성탄 담체의 생물처리 공정을 도입한 폐수 수탁처리 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 수탁처리 폐수를 처리하기 위한 공정에서 총용존고형물(Total dissolved solids, 이하 TDS)이 높고 고농도 질소가 함유된 폐수를 처리하는 경우 공정에 큰 부하가 걸리는 것을 방지하기 위해 생물학적 처리 방식의 전처리 공정이 도입된 고효율의 복합오염 처리공정에 관한 생물학적 전처리를 포함하는 폐수 수탁처리 시스템이다.
본 발명에 따른 생물학적 전처리를 포함하는 폐수 수탁처리 시스템은, 유입되는 폐수에서 미생물의 호흡을 통해 유기물질을 분해하여 용존고형물(Total dissolved solids, TDS)를 제거하고, 중금속을 흡착하여 질소를 제거하는 전처리부(100); 상기 전처리부(100)를 통과한 폐수 내 염(salt)을 응집시켜 제거하는 화학처리부(200); 및 상기 화학처리부(200)를 통과한 폐수 내 난분해성 유기물질을 제거하는 후처리부(300);로 구성되도록 마련하되, 상기 전처리부(100)에서 유기물계 폐수와 상기 유기물계 폐수가 아닌 비유기물계 폐수로 분류하고, 상기 유기물계 폐수인 경우 상기 화학처리부(200)에서 오존을 이용하여 산화처리하고, 상기 비유기물계 폐수인 경우 비휘발성 고형물을 분리하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 생물학적 전처리를 포함하는 폐수 수탁처리 시스템은, 유입되는 폐수에서 미생물의 호흡을 통해 유기물질을 분해하여 용존고형물(Total dissolved solids, TDS)를 제거하고, 중금속을 흡착하여 질소를 제거하는 전처리부(100); 상기 전처리부(100)를 통과한 폐수 내 염(salt)을 응집시켜 제거하는 화학처리부(200); 및 상기 화학처리부(200)를 통과한 폐수 내 난분해성 유기물질을 제거하는 후처리부(300);로 구성되도록 마련하되, 상기 전처리부(100)에서 유기물계 폐수와 상기 유기물계 폐수가 아닌 비유기물계 폐수로 분류하고, 상기 유기물계 폐수인 경우 상기 화학처리부(200)에서 오존을 이용하여 산화처리하고, 상기 비유기물계 폐수인 경우 비휘발성 고형물을 분리하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 수탁처리 폐수를 처리하기 위한 공정에서 총용존고형물(Total dissolved solids, 이하 TDS)이 높고 고농도 질소가 함유된 폐수를 처리하는 경우 공정에 큰 부하가 걸리는 것을 방지하기 위해 생물학적 처리 방식의 전처리 공정이 도입된 고효율의 복합오염 처리공정에 관한 생물학적 전처리를 포함하는 폐수 수탁처리 시스템으로, 수탁폐수의 특성상 독성이나 유기물 고부하의 충격을 완화하기 위해 활성탄 함유 스펀지 유동상 담체를 이용한 시스템으로 구성하는 것과 호기성 반응기 조건에서 질소를 처리하는 호기탈질(Aerobic denitrification)을 미생물을 접목한 시스템이다.
각 기업체에서 발생한 폐수는 다량의 오염물질을 포함하고 있어 적절한 처리 공정을 거친 뒤 방류되어야 한다. 하지만 폐수가 발생하는 모든 사업장에서 폐수처리시설을 운영하기엔 관리와 편의성이 떨어지기 때문에 이러한 폐수 별도의 수탁처리시설에서 처리되기도 한다. 수탁처리업체에서 수거한 폐수는 다양한 성상의 폐수가 모이기 때문에 복합적으로 오염되어 있다.
수탁처리업체는 복합적으로 오염된 폐수를 처리하기 위해, 산성, 알칼리성, 고농도, 유기물계 등 비슷한 성상별로 폐수를 구분하고, 각 성상에 맞는 처리 공정을 적용하고 있다. 예를 들어, 질소가 포함된 산성 폐수의 경우 1차 화학처리(중화, 반응, 응집, 침전)공정을 거친 뒤 증발 농축 공정으로 남은 염과 중금속을 제거하고, 난분해성 유기물질의 제거를 위해 2차 화학처리공정을 거치고 생물처리공정을 통해 유기물질과 질소를 제거하고, 3차 화학처리를 통해 남은 오염물질을 제거한 뒤 활성탄으로 최종 물리처리 후 방류한다.
그러나, 상기 처리 공정에서 TDS가 높은 경우 폐기물의 발생량이 증가하고, 고농도의 질소를 함유한 폐수의 경우 후단의 처리 공정에서 처리 효율이 떨어지는 단점이 있다.
이를 보완하기 위하여 본 발명에서는 1차 화학처리 이전에 전처리로써 미생물의 호흡으로 유기물질을 분해하고 중금속을 흡착할 수 있는 생물학적 전처리 공정이 추가된 공정을 제시하였다. 수탁처리업체로 운송된 폐수가 스크린(120)에서 고형물이 분리되고, 유수 분리공정을 지나 생물처리공정으로 전처리 후 1차 화학처리 단계 및 후단처리 공정으로 넘어가게 된다.
본 발명은 생물학적 공정을 전처리로 적용하여 후단처리 공정의 화학적산소요구량(Chemical Oxygen Demand, 이하 COD)와 TDS 부하량을 낮출 수 있으며, 증발농축 공정에서 발생하는 슬러지의 양을 감소시킬 수 있다. 게다가 생물학적 처리를 거친 오염수는 후단의 화학처리에서 더 높은 효율을 나타낸다.
여기서 독성이나 고유기물로 인한 충격을 완화하기 위한 활성이 함유된 담체를 사용하면 보다 생물학적 처리에 효율적이다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 폐수처리공정에서 폐수의 TDS 또는 질소의 농도가 높을 때 발생하는 문제점을 해결할 수 있는 폐수 수탁처리 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 일반적인 고농도 폐수 질소 처리 효율이 30~40%인데 반해 특수 미생물인 호기탈질 미생물을 투입 첨가하여 60% 이상의 질소 처리 효율을 증가시키는 폐수 수탁처리 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 종래 기술의 문제점인 고농도 TDS와 질소 폐수 내 산성 질소의 1차 화학처리 후 적용되는 증발농축공정 부산물로 생성되는 다량의 슬러지를 제거할 수 있는 전처리 공정을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 종래 기술의 문제점인 고형물과 질소를 제거하여, 후단 처리 공정의 부하를 낮추고 증발 농축공정에서 발생하는 찌꺼기의 양을 감소시킬 수 있는 폐수 수탁처리 시스템을 제공하는 것이다.
발명이 해결하고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 호기탈질 미생물 및 유동상 활성탄 담체의 생물처리 공정을 도입한 폐수 수탁처리 시스템은,
유입되는 폐수에서 미생물의 호흡을 통해 유기물질을 분해하여 용존고형물(Total dissolved solids, TDS)를 제거하고, 중금속을 흡착하여 질소를 제거하는 전처리부(100);
상기 전처리부(100)를 통과한 폐수 내 염(salt)을 응집시켜 제거하는 화학처리부(200); 및
상기 화학처리부(200)를 통과한 폐수 내 난분해성 유기물질을 제거하는 후처리부(300);로 구성되도록 마련하되,
상기 전처리부(100)에서 유기물계 폐수와 상기 유기물계 폐수가 아닌 비유기물계 폐수로 분류하고,
상기 유기물계 폐수인 경우 상기 화학처리부(200)에서 오존을 이용하여 산화처리하고,
상기 비유기물계 폐수인 경우 비휘발성 고형물을 분리하는 것을 특징으로 한다.
상기 전처리부(100)는,
유입되는 폐수 내 입경 5mm 이상의 고형물을 제거하는 스크린(120);
물과 기름의 비중 차이를 이용하여 폐수에 혼합된 유류 오염물질을 제거하는 유수분리기(130);
수산화나트륨을 주입하여 pH를 8 내지 9로 조정하는 pH조정조(140);
유입되는 폐수의 20,000mg/L 농도 TDS와 질소를 제거하는 생물학적전처리반응조(150);
상기 전처리반응조(151)에서 유입된 폐수를 성상에 따라 구분하여 집수하고 병렬 구조로 마련된 집수조(160);로 구성하되,
상기 집수조(160)에서 상기 폐수의 구분은 산계 폐수, 알칼리계 폐수, 일반 고농도 폐수 및 유기물계 폐수로 구분하며,
상기 pH조정조(140)는 상기 생물학적전처리반응조(150)에서 발생하는 질산화 과정 중 소모되는 알칼리도를 보충하여 미생물의 생장과 질소 과정을 원활하게 하기 위해 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명은 폐수처리공정에서 폐수의 TDS 또는 질소의 농도가 높을 때 발생하는 문제점의 완화 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 종래의 폐수처리공정에서 1차 화학처리 이전 단계에 생물학적 전처리공정을 도입하여 생물학적 전처리공정을 통해 고형물과 질소를 제거하여 후단 처리 공정의 부하를 낮추고 증발 농축공정에서 발생하는 찌꺼기의 양을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 고농도 폐수이기 때문에 마이크로 버블의 공급 방식에 의해 산소의 용존율을 높여야 일정한 산농도를 유지 할 수 있고, 질소를 처리하는데 있어 호기성의 단순한 생물반응조이기에 일반 슬러지 미생물에서는 질소 처리 효율이 30~40%인데, 특수 미생물인 호기탈질 미생물을 투입 첨가하여 구동시키면 약 60%정도의 질소 처리효율을 상승 시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 생물학적 전처리를 포함하는 폐수 수탁처리 시스템 공정의 요약 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수탁폐수처리공정의 처리 공정 전체 순서에 대한 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 수탁폐수처리공정의 전처리 과정부터 1차 화학처리 이전까지를 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 수탁폐수처리공정의 1차 화학처리부(200)터 증발농축공정까지를 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 수탁폐수처리공정의 증발농축공정 이후 후처리 공정을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수탁폐수처리공정의 처리 공정 전체 순서에 대한 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 수탁폐수처리공정의 전처리 과정부터 1차 화학처리 이전까지를 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 수탁폐수처리공정의 1차 화학처리부(200)터 증발농축공정까지를 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 수탁폐수처리공정의 증발농축공정 이후 후처리 공정을 나타낸 블록도이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시 예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명인 생물학적 전처리를 포함하는 폐수 수탁처리 시스템은 전처리부(100), 화학처리부(200) 및 후처리부(300)로 구성된다.
먼저, 상기 전처리부(100)는 유입되는 폐수에서 미생물의 호흡을 통해 유기물질을 분해하여 용존고형물(Total dissolved solids, TDS)를 제거하고, 중금속을 흡착하여 질소를 제거한다.
보다 구체적으로, 도 1에 나타난 바와 같이, 상기 전처리부(100)는 폐수유입부(110), 스크린(120), 유수분리기(130), pH조정조(140), 생물학적전처리반응조(150) 및 집수조(160)로 구성되며 상기 폐수유입부(110)에서부터 순차적으로 유입되며 반응한 뒤 상기 집수조(160)로 유입된 후 상기 화학처리부(200)로 유출된다.
상기 스크린(120)은 상기 폐수유입부(110)에서 유입된 폐수 내 부피가 큰 입경 5mm 이상 고형물을 제거한다.
상기 유수분리기(130)는 물과 기름의 비중 차이를 이용하여 폐수에 혼합된 유류 오염물질을 제거한다.
상기 pH조정조(140)는 수산화나트륨을 주입하여 pH를 8 내지 9로 조정한다. 상기 pH조정조(140)는 상기 생물학적전처리반응조(150)에서 발생하는 질산화 과정 중 소모되는 알칼리도를 보충하여 미생물의 생장과 질소 과정을 원활하게 하기 위해 수행된다.
상기 생물학적전처리반응조(150)은 상기 pH가 조정되어 유입되는 폐수의 20,000mg/L 정도의 고농도 TDS와 질소를 제거한다. 보다 구체적으로, 도 3에 나타난 바와 같이, 상기 생물학적전처리반응조(150)은 전처리반응조(151), 제1농축조(152) 및 제1탈수기(153)로 구성된다. 상기 전처리반응조(151)에는 브로워, 교반기 및 스크래퍼를 장착하여 폭기, 교반 및 슬러지 배출이 가능하다.
상기 생물학적전처리반응조(150)의 운영조건은 아래와 같다.
C/N비는 3~4이다. 상기 C/N비는 유기물/질소의 비를 의미한다. 상기 C/N비가 3.0 미만인 경우 질소처리에 문제점이 발생하고, 상기 C/N비가 5.0을 초과하는 경우 질소가 남아 고도처리에 문제점이 발생하므로 상기 조건으로 실시하는 것이 바람직하다.
F/M비가 0.5 내지 1.5이다. 상기 F/M비는 먹이/MLSS (Food/Microorganism)를 의미한다. 상기 F/M비가 0.5 미만인 경우 내생호홉기 보다 낮아지면 슬러지의 해체로 방류수가 탁하게 되는 문제점이 발생하고, 상기 F/M비가 1.5을 초과하는 경우 미생물에 의한 신진대사와 증식율이 커져 대수증식기에 머물러서 MLSS의 침전성이 떨어져 미생물 플록이 부유하는 문제점이 발생하므로 상기 조건으로 실시하는 것이 바람직하다.
당밀 투입량은 300mg/l이다. 상기 당밀 투입량은 먹이(Food)의 보충을 의미하한다. 상기 당밀 투입량이 50mg/l 미만인 경우 순분해성 유기물의 양이 적어 생물의 먹이 섭식에 문제점이 발생하고, 상기 당밀 투입량이 500m/l를 초과하는 경우 많은 유기물로 인해 침전성이 불량해지고 수질이 색도를 유발하므로로 상기 조건으로 실시하는 것이 바람직하다.
COD 제거량은 60~80(w/w)%이다. 상기 COD 제거량은 에너지 대사로 유기물의 제거를 의미하고, 상기 COD 제거량이 60(w/w)% 미만인 경우 처리효율이 낮아 후단처리에 부하를 준다
BOD 제거량은 60~90(w/w)%이다. 상기 BOD 제거량은 물속의 생물학적으로 처리할 수 있는 유기물질의 양의 처리를 의미하고, 상기 BOD 제거량이 60(w/w)% 미만인 경우 생물학적 부하 받아 생물활성이 낮거나 유기물질의 부하가 큼을 의미한다.
유동상 담체의 충진율은 30~50(w/w)%로 하여, 반응기내에서 잘 유동이 되게 물 비중에 비해 0.95~0.98 정도의 비중을 가진 다공성이 것을 접목한다.
상기 집수조(160)는 상기 전처리반응조(151)에서 유입된 폐수를 성상에 따라 구분하여 집수하고 병렬 구조로 마련되어 처리된다. 보다 구체적으로, 상기 집수조(160)로 유입되는 폐수는 성상에 따라 구분하여 유입되며, 상기 폐수의 구분은 산계 폐수, 알칼리계 폐수, 일반 고농도 폐수 및 유기물계 폐수로 구분한다.
상기 일반 고농도 폐수는 종합적으로 유기물 질소 등이 함유된 복합폐액을 말하는 것이고, 상기 유기물계 폐수는 탄소원 등 특정 유기물이 고농도로 함유된 주정폐액이나 아스이크림 공장 폐액을 일컫는다.
즉, 도 3에 나타난 바와 같이, 상기 집수조(160)는 산계집수조(161), 알칼리계집수조(160), 고농도계집수조(160) 및 유기물계집수조(166)로 분리되어 구성된다.
상기 산계집수조(161)은 상기 산계 폐수가 유입되며, 수산화나트륨을 주입하여 pH를 7.5 내지 7.5로 조절한 뒤, 상기 유입되는 폐수 내 유기산이 포함된 경우 차아염소산나트륨을 주입하고, 고형물이 덩어리지도록 제2황산철을 주입하며, 상기 덩어리진 고형물에 폴리염화알미늄(PAC)와 같은 고분자응집제를 투입하여 상기 덩어리진 고형물을 응집한 후 상기 응집된 고형물을 분리한다.
상기 알칼리계집수조(160)는 상기 알칼리계 폐수가 유입되며, 도 3에 나타난 바와 같이, 제1알칼리계집수조(162) 및 제2알칼리계집수조(163)로 분리되어 구성된다. 상기 알칼리계집수조(160)는 황산을 주입하여 pH를 6.5 내지 7.5로 조절한 뒤, 고형물이 덩어리지도록 제2황산철을 주입하며, 상기 덩어리진 고형물에 폴리염화알미늄(PAC)와 같은 고분자응집제를 투입하여 상기 덩어리진 고형물을 응집한 후 상기 응집된 고형물을 분리한다.
상기 고농도계집수조(160)는 상기 일반 고농도 폐수가 유입되며, 도 3에 나타난 바와 같이, 제1고농도계집수조(164) 및 제2고농도계집수조(165)로 분리되어 구성된다. 상기 고농도계집수조(160)는 황산 또는 수산화나트륨을 주입하여 중성대 역으로(6.5~8.5) pH를 조절한 뒤, 고형물이 덩어리지도록 제2황산철을 주입하며, 상기 덩어리진 고형물에 폴리염화알미늄(PAC)와 같은 고분자응집제를 투입하여 상기 덩어리진 고형물을 응집한 후 상기 응집된 고형물을 분리한다.
상기 유기물계집수조(166)은 상기 유기물계 폐수가 유입되며, 황산 또는 수산화나트륨을 주입하여 중성대 역으로(6.5~8.5) pH를 조절한 뒤, 고형물이 덩어리지도록 응결제를 주입하며, 상기 덩어리진 고형물에 고분자응집제를 투입하여 상기 덩어리진 고형물을 응집한 후 상기 응집된 고형물을 분리한다.
상기 전처리부(100)에서 유기물계 폐수와 상기 비유기물계 폐수로 분류하고, 상기 유기물계 폐수인 경우 아래에 설명할 화학처리부(200)에서 오존을 이용하여 산화처리하고, 상기 비유기물계 폐수의 경우 비휘발성 고형물을 분리한다. 즉, 도 3에 나타난 바와 같이, 상기 유기물계 폐수는 상기 전처리부(100)의 유기물계집수조(166)에 유입되어 반응 후 제2중화조(212)로 유출되고, 상기 산계 폐수, 알칼리계 폐수 및 고농도계 폐수를 포함하는 비유기물계 폐수는 상기 전처리부(100)의 산계집수조(161), 알칼리계집수조(160) 및 고농도계집수조(160)에 유입되어 반응 후 제1중화조(211)로 유출된다. 상기 분리된 집수조(160)에 의해 유기물계 및 비유기물계 폐수로 분리되고, 아래에서 설명할 화학처리부(200)는 두 단계로 분리되어 진행된다.
다음으로, 상기 화학처리부(200)는 상기 전처리부(100)를 통과한 폐수 내 염(salt)을 응집시켜 제거한다. 보다 구체적으로, 도 1에 나타난 바와 같이, 상기 화학처리부(200)는 중화조(210), 반응조(220), 응집조(230), 침전조(240), 처리수조(250) 및 증발농축기(260)로 구성된다. 상기 화학처리부(200)에 유입된 폐수는 상기 중화조(210)부터 순차적으로 유입되며 반응한 뒤 상기 증발농축기(260)로 유입된 후 상기 후처리부(300)로 유출된다.
또한, 도 4에 나타난 바와 같이, 상기 중화조(210), 반응조(220), 응집조(230), 침전조(240) 및 처리수조(250)는 상기 유기물계 및 비유기물계 폐수 두 단계로 분리되어 수행되며 상기 두 폐수는 상기 응축수조(310)에서 다시 집결된다. 상기 화학처리부(200)는 상기 비유기물계 폐수가 유입되는 제1화학처리부(200) 및 상기 유기물계 폐수가 유입되는 제2화학처리부(340)로 분류된다.
먼저, 상기 제1화학처리부(200)는, 도 4에 나타난 바와 같이, 제1중화조(211), 제1반응조(221), 제1응집조(231), 제1처리수조(251) 및 제1증발농축기(260)로 구성된다.
상기 제1중화조(211)은 상기 유입되는 폐수의 pH에 따라 NaOH 또는 H2SO4가 투입되어 후단의 반응 조건을 형성하기 위한 pH를 조절한다.
상기 제1반응조(221)은 제2황산철을 투입하여 폐수 내 고형물을 1차 응결 및 응집한다.
상기 제1응집조(231)은 폴리머를 이용하여 상기 제1반응조(221)에서 응결 및 응집된 고형물의 flocculation 반응을 유도하고 슬러지를 생성한다.
상기 제1중화조(211), 제1반응조(221) 및 제1응집조(231)은 반응에 첨가되는 약품을 저장한 탱크와 연결되어 있으며, 연속식으로 구성되어 있다.
상기 제1침전조(241)은 상기 제1응집조(231)에서 생성된 슬러지와 나머지 처리수를 분리한다. 상기 제1응집조(231)을 거친 폐수는 상기 제1침전조(241)로 이동되어 상기 슬러지와 상기 처리수로 분리되고, 상기 제1처리수조(251)은 상기 제1침전조(241)에서 분리된 처리수가 유입되고 상기 제1증발농축기(260)는 상기 제1침전조(241)에서 분리된 슬러지가 유입된다.
상기 제1증발농축기(260)는 상기 제1침전조(241)에서 분리된 슬러지를 산계, 알칼리계 및 고농도계 폐수 내 비휘발성 고형물을 분리하기 위한 공정으로, 도 4에 나타난 바와 같이, 제1증발농축조(261), 제2농축조(2611) 및 건조기(2612)로 구성된다.
상기 제1증발농축기(260)에서는 상기 유입된 폐수를 고온의 스팀으로 가열하여 증발시키고 상기 증발한 폐수를 다시 냉각하여 비휘발성 고형물과 질소를 제거하되, 상기 제1증발농축기(260)에서 증발된 폐수는 냉각관을 지나며 응결되어 상기 후처리부(300)로 이송되고, 상기 제1증발농축기(260)에서 증발되지 않는 고형물은 슬러지의 형태로 분리되어 제2농축조(2611)에서 농축된 후 건조기(2612)로 이송된 후 배출된다.
다음으로, 상기 제2화학처리부(340)는, 도 4에 나타난 바와 같이, 제2중화조(212), 제2반응조(222), 제2응집조(232), 제1오존고도산화조(242), 제2오존고도산화조(252) 및 제1부상조(262)로 구성된다.
상기 제2중화조(212)는 유기계 폐수의 생물학적 처리후 응집제의 플록형성에 알맞은 pH 역으로 황산 또는 가성소다로 첨가하는 조이다.
상기 제2반응조(222)는 상기 제2중화조(212)에서 처리된 폐수를 응집제를 첨가하면서 교반 반응 시키는 조이다.
상기 제2응집조(232)는 고분자 polymer와 반응된 폐수를 응집하도록 체류시키는 조이다.
상기 제1오존고도산화조(242)는 상기 제2응집조(232)에서 처리되어 유출되는 상징수에 잔류한 유기물질을 오존을 투입하여 1차산화 분해시키는 것으로 잔존 유기물량에 따라 오존 투입농도를 결정하는데 잔존 BOD의 약 50%정도의 농도로 투입하여 처리하는 조이다.
상기 제2오존고도산화조(252)는 상기 상기 제1오존고도산화조(242)에서 1차오존 처리후 잔존하는 난분해성 BOD 및 COD를 2차 처리하는 곳으로 1차 처리 오존 처리후 남은 유기물 농도에 따라 농도를 달이하는데 마친가지로 BOD의 50%의 농도로 투입 처리하는 조이다.
상기 제1부상조(262)는 제2오존고도산화조(252) 처리 후 미세 버블로 비침전성 부유물질들을 제거하는 조이다.
상기 제1부상조(262)에서 비침전성 부유물질을 제거한 뒤, 제3농축조(2621)에서 부상 분리된 부유물질을 농축시키는 조로, 침각 농축되고 상징수는 월류되어 연속으로 흘러나간다.
상기 제3농축조(2621)에서 부유물질을 농축시킨 후 제2탈수기(2622)에서 농축된 부유물질을 원심분리기나 벨트여과기로 물을 짜서 탈수 케이크로 만든다.
다음으로, 상기 후처리부(300)는 상기 화학처리부(200)를 통과한 폐수 내 난분해성 유기물질을 제거한다. 보다 구체적으로, 도 1에 나타난 바와 같이, 상기 후처리부(300)는 응축수조(310), 유기산화조(320), 후처리조(330) 및 제2화학처리부(340)로 구성된다. 상기 후처리부(300)는 상기 응축수조(310)에서부터 순차적으로 유입되어 반응한 뒤 상기 제2화학처리부(340)로 유출된 후 방출부(360)에 의해 방출된다.
또한, 도 1에 나타난 바와 같이, 상기 제2화학처리부(340)을 지난 후에도 폐수 내 유기물질 또는 고형물이 남아있는 경우 선택적으로 필터처리부(350)를 실행할 수 있다. 보다 구체적으로, 도 5에 나타난 바와 같이, 상기 필터처리부(350)는 제2유량조정조(361), 활성탄여과조(362) 및 방류조(363)로 구성된다.
먼저, 상기 응축수조(310)는 상기 화학처리부(200)로부터 유입된 폐수를 집수한다.
다음으로, 상기 유기산화조(320)는 상기 응축수조(310)에서 유입된 폐수에 활성탄을 주입하여 남아있는 난분해성 유기물질을 응집 및 침전시켜 제거한다. 보다 구체적으로, 도 5에 나타난 바와 같이, 상기 유기산화조(320)는 유기산화중화조(321), 유기산화반응조(322), 유기산화응집조(323) 및 제2침전조(324)로 구성된다. 상기 유기산화조(320)는 난분해성 유기물질을 효과적으로 제거하기 위해 활성탄을 주입하여 응집하고 침전시킨다.
다음으로, 상기 후처리조(330)는 상기 유기산화조(320)에서 처리되지 못한 유기물질을 제거하기 위해 무산소조(331)에서 무기질소의 탈질과정을 통해 질소를 제거하고, 미생물이 포함된 폭기조(332)에서 상기 유기물질을 분해하고, 암모늄 이온을 질산화하여 상기 질산화된 질소성분을 탈질한 뒤, 후폭기조(334)에서 남아있는 유기물질을 분해하여 제거한다.
보다 구체적으로, 도 5에 나타난 바와 같이, 상기 후처리조(330)는 무산소조(331), 폭기조(332), 후탈질조(333), 후폭기조(334) 및 제3침전조(335)로 구성된다. 상기 무산소조(331)는 무기질소의 탈질과정을 유도하여 질소를 제거한다. 상기 폭기조(332)는 미생물을 이용하여 유기물을 분해하고 암모늄 이온을 질산화한다. 상기 후탈질조(333)는 질산화된 질소성분을 탈질한다. 상기 후폭기조(334)는 남아있는 유기물을 분해하고 상기 제3침전조(335)로 이송한다.
다음으로, 상기 제2화학처리부(340)은 오존을 이용하여 상기 후처리조(330) 실행 후 남아있는 유기물질을 산화시켜 제거한다. 상기 후처리조(330)를 거친 처리수는 화학처리의 효율이 높아지기 때문에 상기 제2화학처리부(340)에서 폐수에 남아있는 유기물과 고형물을 효율적으로 제거 할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 5에 나타난 바와 같이, 상기 제2화학처리부(340)은 회분식오존조(341), 제1유량조정조(342), 후화학중화조(343), 후화학반응조(344), 후화학응집조(345) 및 제2부상조(346)로 구성된다. 상기 회분식오존조(341)에서 오존을 이용하여 고도 산화 처리 공정이 수행되어 폐수 내 남아있는 유기물질을 산화시키고 상기 제1유량조정조(342)로 이송된다. 이후, 상기 후화학중화조(343)에서 중화된 후 상기 후화학반응조(344) 및 후화학응집조(345)를 거치면서 폐수에 남아있는 유기물 및 고형물을 제거한다.
다음으로, 상기 필터처리부(350)는 상기 제2화학처리부(340)을 수행한 후에도 처리수 내 유기물질 또는 고형물이 남아있을 시 선택적으로 수행되는 것으로, 상기 필터처리부(350)는 모래여과기, 초정밀여과기, 1차역삼투처리 및 2차역삼투처리와 필터 사이에 유량조정조가 포함된다. 또한, 제4농축조(351)는 상기 유기산화응집조(323)에서 응집된 슬러지를 침전시키는 상기 제2침전조(324)를 중력 농축시킨다.
상기 제2화학처리부(340) 또는 필터처리부(350)를 통과한 처리수는 방출부(360)에 의해 방출된다. 보다 구체적으로, 도 5에 나타난 바와 같이, 상기 방출부(360)는 제2유량조정조(361), 활성탄여과조(362) 및 방류조(363)로 구성되며, 상기 활성탄여과조(362)는 상기 방류조(363)에서 방류 전 마지막으로 처리수에 남아있을 수 있는 유기물 또는 고형물을 활성탄을 이용하여 흡착한다.
상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명은 폐수처리공정에서 폐수의 TDS 또는 질소의 농도가 높을 때 발생하는 문제점의 완화 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 종래의 폐수처리공정에서 1차 화학처리 이전 단계에 생물학적 전처리공정을 도입하여 생물학적 전처리공정을 통해 고형물과 질소를 제거하여 후단 처리 공정의 부하를 낮추고 증발 농축공정에서 발생하는 찌꺼기의 양을 감소시킬 수 있다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100. 전처리부
110. 폐수유입부
120. 스크린
130. 유수분리기
140. pH조정조
150. 생물학적전처리반응조
151. 전처리반응조
152. 제1농축조
153. 제1탈수기
160. 집수조
161. 산계집수조
162. 제1알칼리계집수조
163. 제2알칼리계집수조
164. 제1고농도계집수조
165. 제2고농도계집수조
166. 유기물계집수조
200. 화학처리부
210. 중화조
211. 제1중화조
212. 제2중화조
220. 반응조
221. 제1반응조
222. 제2반응조
230. 응집조
231. 제1응집조
232. 제2응집조
240. 침전조
241. 제1침전조
242. 제1오존고도산화조
250. 처리수조
251. 제1처리수조
252. 제2오존고도산화조
260. 증발농축기
261. 제1증발농축조
2611. 제2농축조
2612. 건조기
262. 제1부상조
2621. 제3농축조
2622. 제2탈수기
300. 후처리부
310. 응축수조
320. 유기산화조
321. 유기산화중화조
322. 유기산화반응조
323. 유기산화응집조
324. 제2침전조
330. 후처리조
331. 무산소조
332. 폭기조
333. 후탈질조
334. 후폭기조
335. 제3침전조
340. 제2화학처리부
341. 회분식오존조
342. 제1유량조정조
343. 후화학중화조
344. 후화학반응조
345. 후화학응집조
346. 제2부상조
350. 필터처리부
351. 제4농축조
352. 제3탈수기
360. 방출부
361. 제2유량조정조
362. 활성탄여과조
363. 방류조
110. 폐수유입부
120. 스크린
130. 유수분리기
140. pH조정조
150. 생물학적전처리반응조
151. 전처리반응조
152. 제1농축조
153. 제1탈수기
160. 집수조
161. 산계집수조
162. 제1알칼리계집수조
163. 제2알칼리계집수조
164. 제1고농도계집수조
165. 제2고농도계집수조
166. 유기물계집수조
200. 화학처리부
210. 중화조
211. 제1중화조
212. 제2중화조
220. 반응조
221. 제1반응조
222. 제2반응조
230. 응집조
231. 제1응집조
232. 제2응집조
240. 침전조
241. 제1침전조
242. 제1오존고도산화조
250. 처리수조
251. 제1처리수조
252. 제2오존고도산화조
260. 증발농축기
261. 제1증발농축조
2611. 제2농축조
2612. 건조기
262. 제1부상조
2621. 제3농축조
2622. 제2탈수기
300. 후처리부
310. 응축수조
320. 유기산화조
321. 유기산화중화조
322. 유기산화반응조
323. 유기산화응집조
324. 제2침전조
330. 후처리조
331. 무산소조
332. 폭기조
333. 후탈질조
334. 후폭기조
335. 제3침전조
340. 제2화학처리부
341. 회분식오존조
342. 제1유량조정조
343. 후화학중화조
344. 후화학반응조
345. 후화학응집조
346. 제2부상조
350. 필터처리부
351. 제4농축조
352. 제3탈수기
360. 방출부
361. 제2유량조정조
362. 활성탄여과조
363. 방류조
Claims (5)
- 유입되는 폐수에서 미생물의 호흡을 통해 유기물질을 분해하여 용존고형물(Total dissolved solids, TDS)를 제거하고, 중금속을 흡착하여 질소를 제거하는 전처리부(100);
상기 전처리부(100)를 통과한 폐수 내 염(salt)을 응집시켜 제거하는 화학처리부(200); 및
상기 화학처리부(200)를 통과한 폐수 내 난분해성 유기물질을 제거하는 후처리부(300);로 구성되도록 마련하되,
상기 전처리부(100)에서 유기물계 폐수와 상기 유기물계 폐수가 아닌 비유기물계 폐수로 분류하고,
상기 유기물계 폐수인 경우 상기 화학처리부(200)에서 오존을 이용하여 산화처리하고,
상기 비유기물계 폐수인 경우 비휘발성 고형물을 분리하는 것을 특징으로 하는 호기탈질 미생물 및 유동상 활성탄 담체의 생물처리 공정을 도입한 폐수 수탁처리 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 전처리부(100)는,
유입되는 폐수 내 입경 5mm 이상의 고형물을 제거하는 스크린(120);
물과 기름의 비중 차이를 이용하여 폐수에 혼합된 유류 오염물질을 제거하는 유수분리기(130);
수산화나트륨을 주입하여 pH를 8 내지 9로 조정하는 pH조정조(140);
유입되는 폐수의 20,000mg/L 농도 TDS와 질소를 제거하는 생물학적전처리반응조(150);
상기 전처리반응조(151)에서 유입된 폐수를 성상에 따라 구분하여 집수하고 병렬 구조로 마련된 집수조(160);로 구성하되,
상기 집수조(160)에서 상기 폐수의 구분은 산계 폐수, 알칼리계 폐수, 일반 고농도 폐수 및 유기물계 폐수로 구분하며,
상기 pH조정조(140)는 상기 생물학적전처리반응조(150)에서 발생하는 질산화 과정 중 소모되는 알칼리도를 보충하여 미생물의 생장과 질소 과정을 원활하게 하기 위해 수행되는 것을 특징으로 하는 호기탈질 미생물 및 유동상 활성탄 담체의 생물처리 공정을 도입한 폐수 수탁처리 시스템.
- 제 2항에 있어서,
상기 생물학적전처리반응조(150)의 운영조건은,
C/N비가 3.0~5.0이고,
F/M비가 0.5 내지 1.5이고,
당밀 투입량은 300~500mg/L 인 것을 특징으로 하는 호기탈질 미생물 및 유동상 활성탄 담체의 생물처리 공정을 도입한 폐수 수탁처리 시스템.
- 제 2항에 있어서,
상기 생물학적전처리반응조(150)의 운영조건은,
COD 제거량은 60~80(w/w)% 이고,
BOD 제거량은 60~90(w/w)% 인 것을 특징으로 하는 호기탈질 미생물 및 유동상 활성탄 담체의 생물처리 공정을 도입한 폐수 수탁처리 시스템.
- 제 2항에 있어서,
상기 생물학적전처리반응조(150)의 운영조건은,
유동상 활성탄 담체의 충진율은 30~50(w/w)% 인 것을 특징으로 하는 호기탈질 미생물 및 유동상 활성탄 담체의 생물처리 공정을 도입한 폐수 수탁처리 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210010639A KR20220107696A (ko) | 2021-01-26 | 2021-01-26 | 호기탈질 미생물 및 유동상 활성탄 담체의 생물처리 공정을 도입한 폐수 수탁처리 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210010639A KR20220107696A (ko) | 2021-01-26 | 2021-01-26 | 호기탈질 미생물 및 유동상 활성탄 담체의 생물처리 공정을 도입한 폐수 수탁처리 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220107696A true KR20220107696A (ko) | 2022-08-02 |
Family
ID=82846051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210010639A KR20220107696A (ko) | 2021-01-26 | 2021-01-26 | 호기탈질 미생물 및 유동상 활성탄 담체의 생물처리 공정을 도입한 폐수 수탁처리 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20220107696A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101309990B1 (ko) | 2012-03-19 | 2013-09-24 | 주식회사 동양매직 | 침전 막분리조를 포함하는 수처리 장치 및 이를 이용한 수처리 방법 |
-
2021
- 2021-01-26 KR KR1020210010639A patent/KR20220107696A/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101309990B1 (ko) | 2012-03-19 | 2013-09-24 | 주식회사 동양매직 | 침전 막분리조를 포함하는 수처리 장치 및 이를 이용한 수처리 방법 |
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