KR20220146712A - 피처리수의 처리 방법 및 그 처리 방법을 포함하는 배수 처리 방법 - Google Patents

Abstract

혐기성 소화액과 같은, 암모니아성 질소, COD 성분 및 SS 등의 고형분을 고농도로 포함하는 피처리액에 대한 배수 처리에 있어서, 암모니아 스트리핑을 적용 가능한 청징액을 효율적이며 또한 안정적으로 얻는 방법을 제공한다.
본 발명은 농도 1000 ㎎/L 이상의 암모니아성 질소와, 농도 2000 ㎎/L 이상의 COD와, 고형분을 함유하는 피처리액에 대한 처리 방법으로서, 피처리액에 무기 응집제와 산을 첨가하여 pH 3 이하로 조정하며, 그 무기 응집제의 전부 또는 일부를 용해시키고, 고액 분리하는 공정과, 고형분을 분리 제거한 후의 분리액을 중화하고, 생성된 침전물을 분리하는 공정을 갖는다.

Description

피처리수의 처리 방법 및 그 처리 방법을 포함하는 배수 처리 방법

본 발명은 고농도로 암모니아성 질소나 COD 성분을 함유하며 고형분을 포함하는 피처리액에 대한 처리 방법에 관한 것이다. 보다 자세히는, 그 피처리액의 배수 처리에 있어서, 암모니아 스트리핑을 유효하게 적용 가능한 청징액을 얻기 위한 처리 방법 및 그 처리 방법을 포함하는 배수 처리 방법에 관한 것이다.

혐기성 소화액이란, 시뇨, 축산 폐기물 등의 유기물을 무산소 상태에서 생물 처리하여, 메탄 등의 바이오 가스를 에너지로서 회수하고, 그 결과 배출되는 배수를 말한다. 혐기성 소화액에는, 수천∼수만 ㎎/L 이상의 고농도의 부유 현탁 물질(SS분)과, 단백질 등에 유래하는 수천 ㎎/L의 고농도의 암모니아성 질소가 포함되어 있기 때문에, 배수 처리가 필요하다. 구체적으로, 그 배수 처리의 방법으로서는, 통상, 생물학적 처리 방법이 행해진다.

일반적인 생물학적 처리 방법에서는, BOD:N=100:5 정도가 적합하다. 그런데, 혐기성 소화액에는, 암모니아성 질소가 고농도로 존재하고 있어, BOD:N=n:1 정도로 되어 있는 경우가 많고, 일반적인 적정 비율에 비해서 질소의 비율이 높기 때문에, 생물학적 처리 방법의 적용을 어렵게 하고 있다.

이것으로부터, 혐기성 소화액에 대한 배수 처리로서, 암모니아 스트리핑을 실시함으로써, 질소 농도를 선택적으로 저하시켜 BOD/N비를 개선하는 것이 생각된다. 예컨대 특허문헌 1에는, 고형물 및 유기물을 포함하는 암모니아 함유 배수를 pH 7∼12의 범위로 제어하여 암모니아 가스를 휘산시키는 암모니아 휘산 공정과, 휘산된 암모니아 가스를 흡수수에 흡수시키는 암모니아 용해 공정과, 암모니아 가스를 흡수한 암모니아수에 대하여 아질산화 및 혐기성 암모니아 산화에 의해 처리하여 암모니아를 분해 제거하는 질소 생물 제거 공정을 갖는 방법이 제안되어 있다.

그러나, 특허문헌 1과 같은 방법에서는, 고형물이 포함되어 있는 상태에서 암모니아 스트리핑을 행하기 때문에, 일반적인 암모니아 스트리핑탑(방산탑)을 사용할 수 없다. 고형분이 존재하고 있으면, 장치 내에서 폐색 등의 장해가 발생하기 때문이다. 그 때문에, 특허문헌 1에는, 가스 교반, 기계 교반, 수증기 주입, 가온 등의 휘산 촉진 수단을 적절하게 채용하며, 바람직하게는 가온 수단에 의해 피처리액을 30℃∼100℃의 범위로 가온하는 방법이 나타나 있고, 이에 의해, pH 7∼10의 범위에서 피처리액으로부터의 암모니아 가스의 휘산을 효과적으로 행할 수 있어, 알칼리제의 사용량을 삭감할 수 있다고 되어 있다. 그런데, 대상액과 증기를 향류 접촉시키는 방산탑과 비교하면, 스트리핑의 효율 저하가 염려된다.

또한, 방산시킨 암모니아 가스는, 용액 중에 용해시키지 않고 가스인 채로 촉매를 이용하여 연소하는 것이 일반적이고, 그 편이 저비용으로 처리할 수 있다. 그러나, 특허문헌 1의 기술에서는, 방산시킨 가스를 용액에 흡수시키고(암모니아 용해 공정), 그 용액에 대하여 생물 탈질소 처리를 적용하는(질소 생물 제거 공정) 것으로 하고 있다. 이것은, 연속적인 방산 처리를 전제로 하고 있는 일반적인 방산탑에서의 처리와는, 스트리핑 방식이 다르기 때문에, 암모니아 가스의 연소 시스템을 적용하기 어렵기 때문이라고 추측된다.

전술한 바와 같이, 효율적인 암모니아 처리를 행하기 위해서는, 방산탑을 적용하여, 방산시킨 암모니아 가스를 연소시키는 것이 바람직하다. 그리고 그것을 위해서는, 전단계에서 고형분이 분리되어, 청징된 분리액이 얻어져 있을 필요가 있다. 그러나, 혐기성 소화액은, SS 농도가 높고, 표면이 부(負)로 대전하고 있어 응집성이 나쁜 데다가 탈수성도 나빠, 고액 분리가 어렵다.

또한, 특허문헌 2에는, 시뇨의 혐기성 처리액(소화액)을 물로 15배 희석한 액을 활성 오니 처리하고, 그 처리물을 응집 침전 처리하는 방법이 제안되어 있다. 이 방법에서는, 일정한 처리 효과가 얻어지고 있지만, 혐기성 소화액을 15배로 희석하고, 그것에 활성 오니 처리를 실시하고 나서 응집 침전을 행하고 있기 때문에, 응집 침전의 입구에서는 SS 농도가 40 ㎎/L 정도까지 저하하고 있다. 혐기성 소화액을, SS 농도가 이 정도로 저하할 때까지 희석하는 것은, 대량의 희석수를 필요로 할 뿐만 아니라, 후단의 처리에 사용하는 장치가 대형화하게 된다. 그 때문에, 가능한 한 희석하지 않고 고액 분리하는 것이 바람직하다.

또한, 특허문헌 3에는, SS 중의 유기태 질소의 비율이 높고, 또한 배수 중의 유기태 질소 농도가 높은 배수의 처리로서, 고분자 응집제 단독의 처리에 의해 SS분을 응집시키고 고액 분리하는 방법이 제안되어 있다. 소화액을 포함하는 유기성 배수에 대하여, 고분자 응집제 단독의 처리에 의해 응집시키고 고액 분리할 수 있는 것은 바람직하다고 할 수 있다.

그런데, 특허문헌 3에 기재된 실시예에 따르면, 고분자 응집제가 상기 배수의 전체 증발 잔류물에 대하여 대략 2% 정도의 비율로 첨가되어 있다. 혐기성 소화액의 경우, 사례에 따라 다르지만, 전체 증발 잔류물의 농도는 2 질량%∼3 질량%가 일반적이기 때문에, 만약 전체 증발 잔류물의 농도를 2 질량%로 하였을 때, 고분자 응집제의 첨가량을 전체 증발 잔류물량에 대하여 2%의 비율로 첨가하는 경우, 첨가 후의 고분자 응집제 농도로서는 400 ㎎/L가 된다. 고분자 응집제의 첨가량으로서 400 ㎎/L라고 하는 수치는, 일반적인 배수 처리에 있어서의 고분자 응집제의 첨가량으로부터 보아 현격한 차이로 크다. 고분자 응집제는, 무기 응집제와 비교하여 단가가 높기 때문에, 고농도의 고분자 응집제의 첨가는 비용 상승을 초래하게 된다. 또한, 전술한 실시예에서는, 원수 중의 SS 농도가 수%인 데 대하여, SS 회수율이 82∼99%로 되어 있기 때문에, 분리액 중에는 최소라도 수백 ㎎/L의 SS가 포함되어 있게 된다. 즉, 청징액이 얻어지고 있는 것은 아니다.

이와 같이, 특허문헌 3에서 제안되어 있는 방법은, 청징액을 얻기 위한 방법이라고 하기 보다, 효율적으로 고형분을 회수하는 방법이라고 할 수 있다. 고분자 응집제를 단독으로 이용한 처리에 의해 고액 분리가 가능하다고 하는 기술적인 메리트는 크지만, 비용면 및 분리액의 청징성을 고려하면, 유효한 방법이라고는 단언할 수 없다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2010-000444호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공고 소화53-041463호 공보 특허문헌 3: 국제 공개 제2018/199330호 공보

본 발명은 이러한 실정을 감안하여 제안된 것이며, 예컨대 혐기성 소화액과 같은, 암모니아성 질소, COD 성분 및 SS 등의 고형분을 고농도로 포함하는 피처리액에 대한 배수 처리에 있어서, 암모니아 스트리핑을 적용 가능한 청징액을 효율적이며 또한 안정적으로 얻는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는 전술한 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 거듭하였다. 그 결과, 피처리액에 무기 응집제와 산을 첨가하여 소정의 pH 이하로 조정하며, 그 무기 응집제의 전부 또는 일부를 용해시키고 고액 분리하고, 그 후, 분리액에 중화 처리를 실시함으로써, 암모니아 스트리핑을 적용 가능한 청징액이 효율적이며 또한 안정적으로 얻어지는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.

(1) 본 발명의 제1 발명은, 농도 1000 ㎎/L 이상의 암모니아성 질소와, 농도 2000 ㎎/L 이상의 COD와, 고형분을 함유하는 피처리액에 대한 처리 방법으로서, 상기 피처리액에 무기 응집제와 산을 첨가하여 pH 3 이하로 조정하며, 상기 무기 응집제의 전부 또는 일부를 용해시키고, 고액 분리하는 공정과, 고형분을 분리 제거한 후의 분리액을 중화하고, 생성된 침전물을 분리하는 공정을 갖는, 처리 방법이다.

(2) 본 발명의 제2 발명은, 제1 발명에 있어서, 상기 무기 응집제로서 알루미늄염을 이용하는, 처리 방법이다.

(3) 본 발명의 제3 발명은, 제1 또는 제2 발명에 있어서, 상기 피처리액이 혐기성 소화액인, 처리 방법이다.

(4) 본 발명의 제4 발명은, 제1 내지 제3 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 피처리액에 황화물이 포함되는 경우, 상기 피처리액에 상기 산을 첨가하기에 앞서, pH를 중성 영역으로 하는 조건 하에서 상기 피처리액에 포함되는 황화물 침전을 제거하는, 처리 방법이다.

(5) 본 발명의 제5 발명은, 농도 1000 ㎎/L 이상의 암모니아성 질소와, 농도 2000 ㎎/L 이상의 COD와, 고형분을 함유하는 피처리액의 배수 처리 방법으로서, 상기 피처리액에 무기 응집제와 산을 첨가하여 pH 3 이하로 조정하며, 상기 무기 응집제의 전부 또는 일부를 용해시키고, 고액 분리하는 공정과, 고형분을 분리 제거한 후의 분리액을 중화하고, 생성된 침전물을 분리하는 공정과, 상기 침전물을 분리 제거한 후의 분리액에 대하여 암모니아 스트리핑의 처리를 실시하는 공정을 갖는, 배수 처리 방법이다.

본 발명에 따르면, 암모니아 스트리핑을 적용 가능한 청징액을 효율적이며 또한 안정적으로 얻을 수 있다. 또한, 고형분을 유효하게 분리하여 청징액을 얻을 수 있기 때문에, COD 농도도 효과적으로 저감시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시형태(이하, 「본 실시형태」라고도 함)에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서 적절하게 변경할 수 있다. 또한, 본 명세서에서, 「x∼y」(x, y는 임의의 수치)의 표기는, 특별히 언급하지 않는 한 「x 이상 y 이하」의 의미이다.

≪1. 피처리수의 처리 방법(암모니아 스트리핑의 전처리 방법)≫

본 실시형태에 따른 처리 방법은, 암모니아성 질소를 함유하는 피처리액에 대한 처리 방법이며, 암모니아 스트리핑의 처리 공정을 포함하는 배수 처리 방법에 있어서의 전처리 공정의 처리로서 적합한 처리 방법이다.

구체적으로, 그 피처리액으로서는, 농도 1000 ㎎/L 이상의 암모니아성 질소와, 농도 2000 ㎎/L 이상의 COD와, 고형분을 함유하는 피처리액이다. 그와 같은 피처리액으로서는, 예컨대, 혐기성 소화액을 들 수 있다. 또한, 혐기성 소화액이란, 전술한 바와 같이, 시뇨, 축산 폐기물 등의 유기물을 무산소 상태로 생물 처리하고, 메탄 등의 바이오 가스를 에너지로서 회수하는 처리를 거쳐 배출되는 배수를 말한다.

혐기성 소화액 등의 피처리액에 대한 배수 처리에 있어서는, 생물학적 처리에 의한 방법이 일반적이다. 그런데, 그 피처리액에는, 특히 암모니아성 질소가 고농도로 포함되어 있다. 그 때문에, 생물학적 처리에 앞서, 피처리액에 대하여 암모니아 스트리핑의 처리를 실시함으로써, 질소 농도를 선택적으로 저하시킬 필요가 있다.

암모니아 스트리핑의 처리는, 일반적으로 방산탑을 사용하여 암모니아 가스를 방산하지만, SS 등의 고형분이 포함되어 있으면, 장치 내에서의 폐색 등의 장해 발생의 관점에서 유효하게 처리할 수 없는 경우가 있다.

본 실시형태에 따른 피처리액의 처리 방법은, 후공정에서 암모니아 스트리핑의 처리를 행하는 배수 처리에 앞선 전처리 방법으로서, 피처리액 중의 고형분을 유효하게 분리 제거하여, 암모니아 스트리핑을 적용 가능한 청징액을 효율적으로 얻는 방법이다. 구체적으로, 이 처리 방법은, 피처리액에 무기 응집제와 산을 첨가하여 pH 3 이하로 조정하며, 그 무기 응집제의 전부 또는 일부를 용해시키고, 고액 분리하는 공정과, 고형분을 분리 제거한 후의 분리액을 중화하고, 생성된 침전물을 분리하는 공정을 갖는 것이다.

또한, 이 처리 방법에 있어서는, 피처리액에 황화물이 포함되는 경우, 피처리액에 산을 첨가하기에 앞서, pH를 중성 영역으로 하는 조건 하에서 피처리액에 포함되는 황화물 침전을 제거하도록 하여도 좋다.

이러한 방법에 따르면, 암모니아 스트리핑을 적용 가능한 청징액을 효율적이며 또한 안정적으로 얻을 수 있다. 또한, 고형분을 유효하게 분리하여 청징액을 얻을 수 있기 때문에, COD 농도도 효과적으로 저감시킬 수 있다. 이하, 피처리액으로서 혐기성 소화액을 이용한 경우를 예로 들어, 각 공정에 대해서 보다 상세하게 설명한다.

[제1 공정]

제1 공정으로서, 피처리액인 혐기성 소화액에 포함되는 황화물 침전을 제거한다. 본 실시형태에 따른 처리 방법에 있어서, 필수적인 공정은 아니지만, 혐기성 소화액에 황화물이 포함되는 경우에는, 후술하는 제2 공정에 있어서, 혐기성 소화액에 산을 첨가하기에 앞서, pH를 중성 영역으로 하는 조건 하에서 황화물 침전을 제거하는 처리를 행하는 것이 바람직하다.

일반적으로, 혐기성 소화액을 얻는 혐기성 처리에 있어서는, 황산 등이 환원되어 황화수소가 생성되는데, 이것이 가스로서 배출되면 바이오 가스(메탄 가스)의 품위가 저하한다. 그 때문에, 혐기성 처리에 있어서는, 황화수소 가스의 발생을 억제할 목적으로 철염이 첨가된다. 이것으로부터, 혐기성 처리에 의해 얻어지는 혐기성 소화액 중에는, 첨가한 철염에 유래하는 철이 황화철로서 침전되어 있는 경우가 있다.

이러한 혐기성 소화액에 대한 처리 방법에 있어서, 후술하는 제2 공정에서는, 황산 등의 산을 첨가함으로써 혐기성 처리액의 pH를 낮추어 산성측으로 하기 때문에, 황화물 침전을 사전에 분리해 두지 않으면, 산성측으로 하였을 때에 황화수소 가스가 발생하여 버린다. 그래서, 제1 공정에서는, 황화수소 가스의 발생을 방지하기 위해, 황화철의 용해도가 작은 중성 영역으로 하는 조건에서 고액 분리를 행하여, 황화물을 제거한다.

황화물의 분리 제거에 있어서는, 예컨대 양이온계 고분자 응집제 등의 응집제를 첨가할 수 있다. 또한, 중성 영역의 조건 하로 하기 위해, 적절하게 pH 조정제를 첨가할 수 있다. 또한, 고액 분리의 방법은 특별히 한정되지 않고, 원심 분리 등에 의해 행할 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 제1 공정은 필수적인 것이 아니며, 혐기성 소화액 중에 황화물 침전이 그다지 존재하지 않는 경우에는, 생략할 수도 있다.

[제2 공정]

제2 공정에서는, 피처리액인 혐기성 소화액에 무기 응집제와 산을 첨가하여 pH 3 이하로 조정하며, 첨가한 무기 응집제의 전부 또는 그 일부를 용해시키고, 고액 분리한다. 이 제2 공정에서의 처리는, 산성 조건 하에서 용해도가 낮은, 또는 응집성이 좋은 COD 성분의 제거를 주된 목적으로 하고 있다.

혐기성 소화액에 포함되는 COD 성분 중, 대부분은 고형분으로서 존재하고 있다. 그 고형분은, 표면이 부로 대전하고 있어 응집하기 어려워, 고액 분리를 곤란하게 하고 있다. 그래서, 산을 첨가하여 혐기성 소화액의 pH를 낮춤으로써 고형분의 표면 전위를 정(正)의 방향으로 변위시키고, 또한, 더불어 첨가하는 무기 응집제에 의해 표면 전위를 중화한다.

첨가하는 산으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 염산, 황산 등을 이용할 수 있다.

제2 공정에서는, 이와 같이 산을 첨가하여 pH를 저하시키고 있기 때문에, 그 과정에서 탄산 가스가 발생하여 탈탄산이 행해진다. 그 때문에, 탄산염에 의한 pH 완충 작용이 제거되고, 이에 의해, 후에 실행하는 암모니아 스트리핑 처리에서 소비되는 알칼리 약제량의 저감을 도모할 수 있다.

또한, 무기 응집제로서는, 사용 조건 하에서 정의 표면 전하를 갖는 것이면 좋지만, 특히 알루미늄염이 바람직하다. 또한, 양이온계의 고분자 응집제와 병용하여도 좋다.

여기서, 제2 공정에서는, 첨가한 무기 응집제의 전량 또는 그 일부가 용해된 상태가 된다. 이와 같이, 첨가한 무기 응집제가 용해하여, 정의 다가 이온으로서 용액 중에 존재하게 됨으로써, 고형분에 있어서의 부의 표면 전하를 중화하는 작용이 생긴다. 그리고, 이 단계에서 고액 분리를 행함으로써, 산성에서 용해도가 낮은, 또는 응집성이 좋은 COD 성분을 효율적으로 분리하는 것이 가능해진다.

무기 응집제의 첨가량으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 첨가도의 농도로서 1000 ㎎/L∼3500 ㎎/L 정도(금속 성분 농도 환산)로 할 수 있다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 산을 첨가하여 pH 3 이하로 조정하며 무기 응집제를 첨가하여 전부 또는 일부를 용해시킴으로써 고형분의 표면 전하를 중화하고 있기 때문에, 무기 응집제의 첨가량을 보다 적은 범위로 제어하여 처리할 수 있다.

또한, 고액 분리의 방법은 특별히 한정되지 않고, 원심 분리 등에 의해 행할 수 있다.

[제3 공정]

제3 공정에서는, 제2 공정에서 고형분을 분리 제거한 후의 분리액을 중화하고, 생성된 침전물을 분리한다.

전술한 바와 같이 제2 공정에서의 고액 분리에 의해, 산성 조건 하에서 용해도가 낮은, 또는 응집성이 좋은 COD 성분이 이미 제거되어 있기 때문에, 그 고액 분리 후의 분리액에는, 산성 조건 하라도 용해성이 있는 또는 응집하지 않는 COD 성분이 주로 잔존하고 있다. 또한, 무기 응집제의 대부분이 용해된 상태로 존재하고 있다. 그래서, 제3 공정에서는, 그 분리액을 중화함으로써, 무기 응집제를 침전물화하며, 그에 수반하여 액 중에 잔존하는 COD 성분을 응집시킨다. 이에 의해, COD 성분의 제거를 더욱 진행시킬 수 있어, 분리액을 청징화할 수 있다. 또한, 이와 같이 유기성의 고형분을 분리함으로써, COD 농도도 저하하게 된다.

중화에 있어서는, 예컨대, 수산화나트륨 수용액 등의 pH 조정제를 첨가함으로써, 분리액의 pH를 5∼6.5 정도의 범위로 조정한다.

이상과 같이 하여 얻어지는 분리액(처리 후액)은, 고형분이 효과적으로 분리 제거된 청징한 용액이다. 그 때문에, 혐기성 소화액에 대한 배수 처리로서, 그 처리 후액에 대하여 암모니아 스트리핑의 처리를 적합하게 실행할 수 있다. 이와 같이, 본 실시형태에 따른 피처리액의 처리 방법은, 암모니아 스트리핑 공정을 실행하기 위한 전처리 방법으로서 유효하며, 무기 응집제를 포함하는 응집제의 첨가량을 억제하면서, 안정적으로 청징액을 얻을 수 있다. 또한, 생성된 고형분을 분리함으로써, COD 농도도 효과적으로 저하시킬 수 있다.

≪2. 피처리액의 배수 처리 방법≫

본 실시형태에 따른 피처리액의 배수 처리 방법은, 농도 1000 ㎎/L 이상의 암모니아성 질소와, 농도 2000 ㎎/L 이상의 COD와, 고형분을 함유하는 피처리액의 배수 처리 방법이다. 이러한 피처리액으로서는, 혐기성 소화액을 들 수 있다.

이 배수 처리 방법은, 암모니아 스트리핑 처리의 전처리 공정으로서 피처리액의 청징화하는 공정(전처리 공정)과, 청징화 처리하여 얻어진 처리 후액에 대하여 암모니아 스트리핑을 행하는 공정(암모니아 스트리핑 공정)을 포함한다.

[전처리 공정]

전처리 공정은, 농도 1000 ㎎/L 이상의 암모니아성 질소와, 농도 2000 ㎎/L 이상의 COD와, 고형분을 함유하는 피처리액으로부터 고형분을 분리 제거하여 청징화하며, COD 성분의 농도를 저감시키는 처리 공정이다.

구체적으로, 이 전처리 공정은, 피처리액에 무기 응집제와 산을 첨가하여 pH 3 이하로 조정하며, 무기 응집제의 전부 또는 일부를 용해시키고, 고액 분리하는 공정과, 고형분을 분리 제거한 후의 분리액을 중화하고, 생성된 침전물을 분리하는 공정을 갖는다.

각 공정에 대해서는, 전술한 피처리수의 처리 방법의 공정과 동일하기 때문에, 여기서의 설명은 생략한다. 이러한 전처리 공정에서의 처리를 거침으로써, 무기 응집제를 포함하는 응집제의 첨가량을 억제하면서, 안정적으로 청징액을 얻을 수 있고, 또한, 생성된 고형분을 분리함으로써, 처리액 중의 COD 농도도 효과적으로 저하시킬 수 있다.

[암모니아 스트리핑 공정]

다음에, 암모니아 스트리핑 공정은, 전술한 전처리 공정을 거쳐 얻어진 처리 후액을 이용하여, 암모니아 스트리핑을 행하는 처리 공정이다.

암모니아 스트리핑은, 일반적으로, 암모니아 스트리핑탑(방산탑)을 사용하여, 피처리액에 고농도로 포함되는 암모니아성 질소를 암모니아 가스로서 방산시킨다. 이에 의해, 암모니아성 질소에 유래하는 질소 농도를 효과적으로 저감할 수 있다. 이때, 본 실시형태에 따른 배수 처리 방법에서는, 암모니아 스트리핑에 앞서, 전술한 전처리 공정을 실행하고 있기 때문에, 피처리액에 포함되는 고형분을 유효하게 제거하여 청징화하고 있다. 그 때문에, 암모니아 스트리핑탑에 장입하였을 때에도, 탑 내에 있어서 폐색탑의 장해가 발생하는 것을 억제하여, 효과적으로 배수 처리를 행할 수 있다.

또한, 암모니아 스트리핑의 처리에 대해서는, 특별히 한정되지 않으며 공지의 방법에 따라 행할 수 있다.

실시예

이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 대해서 설명한다. 또한, 하기 중 어느 하나의 실시예에 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

하기 표 1에 나타내는 수질의 혐기성 소화액 100 ㎖에 대하여, 양이온계 고분자 응집제를 첨가 후의 농도로 20 ㎎/L 첨가하여 응집시키고, 원심 분리를 행하였다(제1 공정).

다음에, 얻어진 분리액에 대하여, 폴리염화알루미늄(PAC: 알루미나 환산 10% 용액)을 2 ㎖(알루미늄 농도 환산으로 대략 1300 ㎎/L) 첨가하고, 염산을 더하여 pH 3으로 조정하였다. 그 과정에서 탄산 가스가 발생하였기 때문에 잠시 정치해 두고, 가스 발생이 수습되고 나서 원심 분리를 행하였다(제2 공정).

다음에, 얻어진 분리액에 가성 소다액을 첨가하여 pH를 6으로 조정하여 중화하고, 침전물을 생성시키고, 원심 분리를 행하였다. 원심 분리에 의해 고형물을 분리함으로써, 청징한 분리액이 얻어졌다(제3 공정).

이러한 조작에 의해 얻어진 청징한 분리액에 대하여 암모니아 스트리핑을 행하여, 처리 후액을 얻었다. 하기 표 2에, 얻어진 처리 후액의 측정 결과를 나타낸다.

또한, 처리수의 액량 확보가 곤란하기 때문에, 고액 분리의 평가를 투시도에 의해 행하였다. 여기서, 투시도란, JIS K 0102에 준거한 방법에 따라, 10 ㎜마다 눈금을 새긴 하구(下口)를 갖는 유리제의 실린더로서, 바닥부에 이중 십자를 새긴 표지판을 구비한 투시도계를 이용하여 측정하였다. 구체적으로는, 투시도계에 측정 시료를 채우고, 상부로부터 바닥부를 투시하여, 표지판의 이중 십자를 명확하게 식별할 수 있을 때까지 하구로부터 시료를 빠르게 유출시켰을 때의 수면의 눈금을 읽어, 이 조작을 복수회 행한 경우의 평균값을 측정하였다.

[실시예 2]

제2 공정에 있어서, 분리액의 pH를 2로 조정한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 시험을 실시하였다. 하기 표 2에 얻어진 분리액의 측정 결과를 나타낸다.

[비교예 1]

비교예 1에서는, 혐기성 소화액 100 ㎖에 대하여, 양이온계 고분자 응집제를 첨가 후의 농도로 20 ㎎/L 첨가하여 응집시키고, 원심 분리를 행하였다.

다음에, 얻어진 분리액에 대하여, 폴리염화알루미늄(알루미나 환산 10% 용액)을 2 ㎖(알루미늄 농도 환산으로 대략 1300 ㎎/L) 첨가하여, pH 조정을 하지 않고(중성인 채로), 원심 분리를 행하였다.

이러한 처리의 결과, 청징한 분리액이 얻어지지 않았다. 그 때문에, 암모니아 스트리핑은 실시하지 않았다. 하기 표 2에 분리액의 측정 결과를 나타낸다.

[비교예 2]

비교예 2에서는, 분리액에 대하여, 폴리염화알루미늄(알루미나 환산 10% 용액)을 6 ㎖(알루미늄 농도 환산으로 대략 3800 ㎎/L) 첨가한 것 이외에는, 비교예 1과 동일하게 하여 시험을 실시하였다.

그 결과, 비교예 1보다 청징한 분리액이 얻어졌지만, 실시예 1 및 실시예 2 정도로 청징한 분리액은 얻어지지 않았다. 그 때문에, 암모니아 스트리핑은 실시하지 않았다. 하기 표 2에 분리액의 측정 결과를 나타낸다.

[비교예 3]

비교예 3에서는, 실시예 1과 같은 조건에서 제1 공정을 실시한 후, 얻어진 분리액에 대하여, 폴리염화알루미늄(PAC: 알루미나 환산 10% 용액)을 2 ㎖(알루미늄 농도 환산으로 대략 1300 ㎎/L) 첨가하고, 염산을 더하여 pH 3으로 조정하였다. 그 과정에서 탄산 가스가 발생하였기 때문에 잠시 정치해 두고, 가스 발생이 수습되고 나서, 원심 분리를 행하지 않고, 가성 소다액을 첨가하여 pH를 6으로 조정하여 중화하고, 침전물을 생성시키고, 원심 분리를 행하였다. 즉, 비교예 3에서는, 실시예 1과는 다르게, 제2 공정에서 원심 분리에 의한 고액 분리 처리를 행하지 않고, 그대로 중화를 행하여 침전물을 생성시켰다.

그 결과, 실시예 1 정도로 청징한 분리액은 얻어지지 않았다. 그 때문에, 암모니아 스트리핑은 실시하지 않았다. 하기 표 2에 분리액의 측정 결과를 나타낸다.

이상과 같이, 실시예에서 행한 방법에 따르면, 적은 무기 응집제의 첨가량으로 청징한 분리액을 얻을 수 있는 것이 확인되었다. 그리고, 이와 같이 청징화한 처리 후액을 얻어, 그 처리 후액에 암모니아 스트리핑의 처리를 행함으로써, 효과적으로 질소 농도를 저감할 수 있는 것이 확인되었다.

Claims (5)

1. 농도 1000 ㎎/L 이상의 암모니아성 질소와, 농도 2000 ㎎/L 이상의 COD와, 고형분을 함유하는 피처리액에 대한 처리 방법으로서,
   상기 피처리액에 무기 응집제와 산을 첨가하여 pH 3 이하로 조정하며, 상기 무기 응집제의 전부 또는 일부를 용해시키고, 고액 분리하는 공정과,
   고형분을 분리 제거한 후의 분리액을 중화하고, 생성된 침전물을 분리하는 공정
   을 갖는, 처리 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 무기 응집제로서 알루미늄염을 이용하는, 처리 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피처리액이 혐기성 소화액인, 처리 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피처리액에 황화물이 포함되는 경우, 상기 피처리액에 상기 산을 첨가하기에 앞서, pH를 중성 영역으로 하는 조건 하에서 상기 피처리액에 포함되는 황화물 침전을 제거하는, 처리 방법.
5. 농도 1000 ㎎/L 이상의 암모니아성 질소와, 농도 2000 ㎎/L 이상의 COD와, 고형분을 함유하는 피처리액의 배수 처리 방법으로서,
   상기 피처리액에 무기 응집제와 산을 첨가하여 pH 3 이하로 조정하며, 상기 무기 응집제의 전부 또는 일부를 용해시키고, 고액 분리하는 공정과,
   고형분을 분리 제거한 후의 분리액을 중화하고, 생성된 침전물을 분리하는 공정과,
   상기 침전물을 분리 제거한 후의 분리액에 대하여 암모니아 스트리핑의 처리를 실시하는 공정
   을 갖는, 배수 처리 방법.