KR930001605B1

KR930001605B1 - 고강도 액체의 무산소적 처리방법

Info

Publication number: KR930001605B1
Application number: KR1019860007029A
Authority: KR
Inventors: 안토니 호프만 클라렌스; 마빈 코파 윌리엄; 랄프 메이어 미카엘
Original assignee: 짐프로 인코포레이티드; 알프레드 슬래틴
Priority date: 1985-09-30
Filing date: 1986-08-25
Publication date: 1993-03-06
Also published as: US4626354A; ZA865873B; KR870003015A; EP0218331A2; EP0218331A3; JPS62117697A; CA1289275C; ATE57900T1; EP0218331B1; JPH0767560B2; DE3675318D1; AU581333B2; MX164059B; AU6083786A

Abstract

내용 없음.

Description

고강도 액체의 무산소적 처리방법

제1도는 본 발명에 따른 처리공정도.

제2도는 본 발명의 공정에 흡착 재생 단계를 추가한 공정도.

제3도는 유기물질 및 색소 제거단계를 추가한 공정도.

제4도는 본 발명의 바람직한 실시태양을 나타낸 공정도.

제5도는 본 발명의 다른 바람직한 실시태양을 나타낸 공정도이다.

본 발명은 고강도 액체 및 폐수의 무산소적 처리에 의해 유기물질 및 색소를 제거하는 처리방법에 관한 것이다.

무산소적 소화에 의해 오니(汚泥)를 처리하는 것은 다년간 통상적으로 실시되어온 방법이다. 이러한 처리 방법에 있어서는 폐기 슬러지중의 유기물은 산소가 없는 주변환경에서 주로 메탄과 이산화탄소로 전환된다.

무산소적 소화는 산호 처리방법과 비교해 볼때, 여러 단점을 갖고 있다.

첫째로, 무산소적 소화에 의해서는 일반적으로 유기물질이 소량으로 제거된다. 둘째로, 혐기성 박테리아는 pH, 온도와 암모니아, 피리딘 및 중금속과 같은 독성 물질에 매우 민감하게 작용한다. 메탄생성 박테리아는 낮은 속도로 재생산되어 통상적으로 소화조가 다음 업셋 컨디션(upset condition)을 완전히 복귀하는데는 수주일, 때로는 수개월이 걸린다.

그러나, 이론적 관점에서는 무산소적 처리방법이 산소처리방법보다 에너지 면에서 더욱 효과적이다. 그 이유로서는, (a) 다량의 공기 또는 산소를 폐기물에 송입할 필요가 없고, (b) 유기물질의 대부분이 연소성 연료가스로서 유효한 메탄으로 전환되며, (c) 무산소적 처리를 함으로써 최종적으로 폐기 처리를 요하는 새로운 박테리아 세포, 균체의 생산이 현저히 감소되기 때문이다.

무산소적 처리방법에서는 산소처리방법에서 보다 더 긴 처리시간을 필요로 한다. 오니의 무산소적 소화는 통상 10 내지 30일 동안 수행하고 있다.

슬러지의 열처리, 예를들면 습식 산화 또는 "열처리"를 하면 진한 색상을 가진 고강도 액체가 생성되는데, 산소처리나 무산소적 처리방법중 어느 방법에서도 이러한 고강도 액체로 부터 유의적인 색소제거는 이루어지지 않으며, 색도는 생물학적 처리로 인하여 사실상 증가할 수 있다.

오니의 무산소적 소화시 분말 활성탄을 첨가하는 방법은 이미 시도된바 있다. "분말 활성탄의 무산소 소화기에의 첨가 : 메탄 생성의 효과"란 제목하에 알. 알. 스펜서, 에이. 제이. 스크로우, 제이. 에프. 퍼거슨이 발표한 논문(Battelle Laboratories Report No. BNWL-SA-5893, July, 1976)에는 탄소를 첨가함으로써 가스의 생성이 증가하는 것으로 지적되었다. 그러나, 슬러지 물질의 분해와 가스의 생성은 탄소 농도가 최고로 높고 최장 잔류시간에서만 가능하며, 2.5일간의 잔류시간에서는 모든 시험 결과가 허용치를 벗어난다.

스타탐의 미합중국 특허 제 2,059,286호에는 무산소적 소화 처리를 할 오니에 소량(약 3 내지 10ppm)의 활성탄을 사용하는 것이 기술되어 있다. 이 특허에서는 소화기간을 6개월에서 약 3개월로 단축시켰다.

알란 디. 아담은 그의 논문("Activated Carbon : Old Solution to Old Problem," Water ＆ Sewage Works, August, 1975, pp 46-48 and September 1975, pp 78-80)에서 ICI에 의한 초기 시험에 대해 발표한바 있는데, 여기에서는 활성탄을 무산소 소화조에 첨가하였으며, 이들에 대한 결과가 기록되어 있다.

과부하되고, 약하게 작동하는 2단계 소화계에 분말 활성탄을 첨가하는 것은 엠. 헌시켜 등에 의해 보고되어 있다. ("Powdered Activated Carbon Improves Anaerobic" Water and Sewage Works, pp 62-63, July, 1976), 여기에서 냄새, 슬러지 침강 및 가스 생성의 증가가 언급되었다.

칼 엠. 코흐 등은 그들이 발표한 논문("Wanted : More Gas, Less Sludge-Can PAC Help?", Water and Wastes Engineering, pp, 27-29, June, 1978)에서 슬러지 소화조에 활성탄을 사용하는 경우, 소화조를 과부하하고 약하게 작동하지 않는한, 소화의 진행이 촉진되지 않는것으로 결론지었다.

크기가 0.2 내지 0.3㎜인 입자 지지매체(플라스틱, 모래, 석탄 또는 활성탄)를 사용한 유동상으로 폐수를 무산소 처리하는 것에 대해서는 쥬리스의 미합중국 특허 제4,182,675호와 반스 등의 미합중국 특허 제 4,505,819호에 기술되어 있다. 여기서 폐수공급 BOD₅는 50 내지 50,000㎎/ℓ 범위이다. 이들 양발명에서는 유동상내에서 비교적 다량의 입자들이 부유하기 위한 실질적인 에너지를 필요로 한다. 로벨 등에 의한 미합중국 특허 제4,482,458호의 무산소 소화조에는 크기가 1㎜ 미만의 유사한 입상 지지매체가 함유되어 있는데, 여기에서는 메탄-CO₂생체가스를 고과압으로 압력을 가한후 소화조내의 흡출관으로 가스를 주입함으로써 소화조 내용물의 재순환을 행하고 있다. 이때도 상당한 에너지를 필요로 한다.

니이가따 엔지니어링주식회사의 일본국 특허공보 제62,357/78호(1978년 6월 3일 공고됨)에서는, 고강도 폐수를 희석하고 활성탄과 혼합한 다음, 다음 4단계의 생물학적 처리, 즉 (a) 무산소적 탈질소화, (b) 산소성 질소화 및 유기탄소 제거, (c) 제2차 무산소적 탈질소화 및, (d) 최종 산소성 처리단계를 거친다.

유기물질의 분해가 무산소적 탈질소화 단계에서는 사실상 발생되지 않기 때문에 연료가스는 생성되지 않는다.

제이. 윌라드 데바크, 쥬이너의 논문("Research Report, Green Bay Metropolitan Sewerage District 1980-82 Anaerobic Digestion of Heat Treatment Liquor")에는 활성탄을 첨가하지 않고 오직 균체로만 이루어진 총 부유 고형물 2.56g/ℓ로 작동이 되는 부유된 생장계의 무산소적 접촉법이 기술되어 있다.

상기한 선행기술과는 달리, 부유된 물질이 거의 함유되지 않은 고강도 액체를 무산소적으로 처리함으로써 짧은 처리시간에서 다량의 유기물질을 제거할 수 있다는 것을 이제 발견하게 되었다.

본 발명은 다음과 같은 처리단계로 이루어지는 고강도 BOD 함유액체의 처리방법에 관한 것이다.

(a) 고강도 액체를 흡착성 지지매체와 함께 생존가능한 조건적 산-형성 박테리아 및 메탄 생성 박테리아로 이루어진 균체와 온화하게 혼합되는 무산소적 소화 분위기하에 BOD 거의 전부가 제거되고 메탄연료 가스와 추가로 조건적 산-형성 박테리아 및 메탄 생성 박테리아가 발생할 수 있도록 혼합 및 접촉시킨후,

(b) 메탄연료가스를 소화된 액체, 균체 및 흡착성 지지매체의 혼합물로부터 분리 및 회수하고,

(c) 소화된 청징 액체 및 균체와 흡착성 지지매체의 슬러지가 형성되도록 중력에 의해 소화된 액체로 부터 균체 및 흡착성 지지매체를 분리하고,

(d) 소화된 청징 액체를 자연환경에 방류시키거나 다음의 재사용 또는 처리단계로 배출시키고,

(e) 추가량의 고강도 BOD 함유 액체를 처리하기 위해, (c) 단계에서 형성된 슬러지 일부 또는 전부를 혼합 및 접촉 단계(a)로 연속적으로 또는 간헐적으로 재순환시킨후,

(f) 공정을 거치는 동안 손실되는 지지매체의 양이 보충되도록, (a) 단계의 액체, 균체 및 지지매체의 혼합물에 분말의 흡착성 지지매체를 간헐적으로 또는 연속적으로 새로 첨가한다.

더욱이, 상기한 방법으로 처리된 고강도 액체중의 색소는 활성탄상에의 간편한 흡착 가능성이 더욱더 증가한다는 것이 판명되었다. 본 발명의 실시태양은 상기한 (a) 내지 (f) 단계에 따라 무산소적 처리를 한 다음 하기 단계의 처리에 의해 고강도 액체로 부터 유기물질 및 색소의 제거를 증가시키는 방법도 포함한다 :

(g) 색소가 액체로 부터 제거되도록 (d) 단계로 부터의 소화된 청징 액체를 색소 흡착제와 접촉시키고,

(h) 사용된 색소 흡착제를 탈색된 청징 액체로 부터 분리시킨후,

(i) (h) 단계로부터의 탈색된 청징 액체를 자연환경으로 방류 또는 다음의 재사용 또는 처리 단계로 배출시킨다. 분말의 흡착성 지지매체와 색소 흡착제중 어느 하나 또는 모두를 재생하여 추가분의 액체를 처리하는데 재사용할 수 있다.

본 발명은 고강도 액체, 예를들면 용해된 고강도의 유기물질과 저강도의 부유 고형물을 함유하는 폐수와 같은 액체를 처리하는 신규한 방법이다. 상기한 폐수와 같은 액체는 진한 색을 띄고 있기도 한다. 본 발명은 BOD₅로서 또는 간단히 BOD로 표시한 5-일간의 생물화학적 산소요구량 500 내지 100,000㎎/ℓ를 함유하는 액체에 적용할 수 있다. 액체가 용이하게 생물분해되지 않아 BOD 측정치가 낮은 경우, 화학적 산소 요구량(COD)에 의해 액체 강도의 측정을 용이하게 할 수 있다. 여기에서는 700 내지 160,000㎎/ℓ COD를 함유하는 고강도 액체는 고강도 BOD 함유 액체와 동등한 것으로 간주한다. 선행기술의 방법에서와는 달리, 본 발명에서는 초기의 BOD 또는 COD 강도를 낮추기 위해 액체를 미리 희석시킬 필요는 없다. 그러나 본 발명에 있어서, 예를들면 적당한 유동성, 혼합 및 접촉을 위해 점도가 감소되도록 고강도 액체의 희석이 필요할 수도 있다.

부유된 고형물이 거의 함유되지 않은 고강도 액체의 무산소적 소화에는 특수한 문제점이 내재한다. 메탄 생성 박테리아가 서서히 재생산될뿐만 아니라, 통상적으로 사용되는 분리방법으로는 처리된 액체로 부터 분리시키기가 곤란하다. 따라서 처리된 액체에는 계의 작동을 심하게 방해하는, 계에 불필요한 박테리아가 수반될 수 있다.

상기한 단점을 수반하는 선행기술과는 달리, 본 발명은 짧은 처리 시간에서의 BOD 제거율이 높은 것으로 입증되었다. 소화시간은 4 내지 72시간, 바람직하기는 4 내지 48시간이다. 본 발명은 고강도 액체 BOD 적어도 50%의 제거율을 가지며, 바람직하게는 BOD 제거율 80% 과량, 가장 바람직하게는 BOD 제거율 90% 과량이다. BOD, COD, DOC로서 측정하거나 기타 다른 분석수단에 의해 측정하거나 간에 액체로 부터 유기물질이 제거되는 양은 부하율, 분말의 흡착성 지지매체 및 기타 요인에 따라 좌우된다. 소화조(2)로의 바람직한 부하율은 균체 ㎏당, 1일당, BOD 0.1 내지 4.5㎏이다. 측정된 성분이 BOD가 아니고 COD인 경우, 바람직한 부하율은 균체 ㎏당, 1일당, COD 0.1 내지 11.0㎏이다.

본 발명에서 사용되는 흡착성 분말 지지매체는 수용액으로부터 용해된 물질을 흡착할 수 있는 물질이다. 또한 처리과정에서 원래부터 존재하는 메탄생성 박테리아 및 조건적 산-형성 박테리아에 물리적으로 부착되는 지지매체로서 작용한다. 전형적인 흡착성 분말 지지매체 물질은 플라이 애시, 표포토, 규조토, 중합성 물질 및 챠콜이다. 분말 활성탄은 이의 높은 흡착능 및 여기에서 지적된 다른 이유에서 바람직한 물질이다.

흡착성 분말 지지매체는 응집체 및 중량제로서, 액체(1)에 존재하는 박테리아, 지지매체 및 다른 부유 고형물의 혼합물을 중력, 예를들면 침강 또는 원심분리에 의해 무산소적으로 소화된 액체로 부터 깨끗하게 되도록 할 수 있다.

본 발명의 처리공정을 나타내는, 제1도를 다음에 설명한다. 고강도 BOD 함유 액체(1)는 무산소 소화조(2)내의 무산소적 소화분위기로 도입한다. 목적하는 흡착성 지지매체 농도를 얻기 위해 초기에 흡착성 분말 지지매체(4)를 소화조(2)내의 고강도 액체에 새로 첨가한다. 이어서 목적하는 강도로 유지되도록 예를들면 처리과정중 손실되는 흡착성 지지매체의 양이 보충되는데 필요한 만큼의 흡착성 지지매체(4)를 연속적으로 또는 간헐적으로 첨가한다. 상기한 지지매체는 투입되는 액체(1)에 또는 소화조(2)를 통과하는 다른 유체에 첨가할 수 있다.

소화조(2)에는 초기에 무산소적으로 소화하거나 또는 처리하지 않은 하수, 오니 또는 고농도액체를 도입하고 조건적 산-형성 박테리아 및 메탄 생성 박테리아를 공급한다. 이와 달리, 균체로된 박테리아를 이 목적을 위해 특수하게 제조된 배양액에 접종함으로써 공급할 수도 있다. 박테리아중 어떤것은 흡착성 분말 지지매체에 부착되는 반면, 다른 것은 유리-부유상태로 잔류한다.

고강도 액체(1)는 무산소 소화조(2)내의 균체 및 지지매체와 액체(1)중의 BOD 또는 COD 강도와 목적하는 처리도에 따라 4 내지 72시간 동안 연속적으로 혼합 및 접촉시킨다. 비교적 온화한 혼합은 각기 압축기 또는 펌프를 사용하여 생성된 가스 및/또는 소화기의 내용물을 재순환시킴으로써 바람직하게 수행할 수 있다.

소화조(2)에서 액체(1)의 무산소적 소화를 한 다음 처리된 액체, 균체 및 흡착성 지지매체의 혼합물(5)을 분리단계(6)로 보내는데, 여기에서 균체 및 흡착성 지지매체의 혼합물로 이루어진 부유 고형물이 중력에 의해 액체로 부터 분리되어 청징된 액체(7)와 균체 및 지지매체의 슬러지(8)를 형성한다. 소화된 청징 액체(7)는 주변환경으로 방류 또는 재사용하거나 추가처리를 위해 다음 공정단계로 배출시킨다. 예를들면, 청징 액체중에 존재할 수 있는 질소, 색소 및/또는 소량의 미분된 고형물이 제거되도록 추가처리가 바람직할 수 있다.

균체 및 흡착성 지지매체로 이루어진 슬러지 일부(9) 또는 전부(8)는 소화조(2)의 혼합 및 접촉단계로 연속적으로 또는 간헐적으로 재순환시켜 추가량의 액체(1)를 처리한다.

본 발명을 정상상태의 조건하에서 작동하는 경우, 소화조(2)내의 균체강도가 비교적 일정하게 유지되도록 다량의 슬러지를 재순환시킨다. 슬러지(8)중 소량의 잔류 부분(10)은 제2도, 제4도 및 제5도에 설명하는 바와같이, 최종 폐기처분을 위해 재생하거나 또는 추가처리(예, 소각)하거나 주변환경에 방류할 수 있다. 과량의 슬러지(10)를 처리하는 개별적 방법은 처리할 슬러지의 양, 새로 사용하는 흡착성 지지매체의 비용, 재생비용 및 대체 폐기수단의 비용에 따라 결정한다.

상기에서 이미 지적한 바와 같이, 추가하는 흡착성 분말 지지매체(4)는 차리과정에서 손실된 지지매체의 양을 보충하고 소화기(2)에서 목적한 강도를 유지시키기 위해 공급한다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 지지매체로서 흡착성 분말물질을 사용하는 것을 필요로 한다. 지지매체의 적어도 25%는 직경이 0.01 내지 0.3㎜의 분말/크기 입자로 되어 있다. 통상 과립상 흡착제로 불리우는, 입자가 더 큰 물질을 사용하는 것은 만족스럽지 못하다. 그 이유로는 (a) 입자가 더 큰 물질은 단위중량당 표면적이 더욱 작고, (b) 입자가 클수록 침강이 더욱 빠르게 되어 입자들이 부유 상태로 있도록 하기 위해서는 에너지 소비의 증가가 필수적으로 따르게 되기 때문이다. 입자의 크기가 작을 수록 액체 성분의 흡착 및 균체의 부착에 필요한 표면적이 커지게 된다.

과도하게 시간이 연장되면, 입자들이 점차로 마멸되어 직경이 0.01㎜ 미만인 입자의 수가 증가하게 된다. 0.01 내지 0.3㎜ 입자가 필요한 수만큼 존재하는한, 이와 같이 적은 입자들은 유해하지는 않다.

주로 메탄 및 이산화탄소를 함유하는 연료가스(3)는 조건적 산-형성 박테리아 및 메탄생성 박테리아의 작용에 의해 액체에 함유된 유기물질의 분해로 생성된다. 이 가스 혼합물은 무산소 소화조내의 액체, 균체 및 흡착성 지지매체의 혼합물로 부터 분리된다. 이 연료가스 혼합물(3)은 무산소적 소화 공정단계로 부터 배출시키고 재사용 도는 폐기처분을 위해 회수한다.

다른 무산소적 처리방법에서와 같이, 본 발명도 소화기의 온도가 25 내지 50℃, 가장 적합하기는 약 35℃의 온도인 경우에 아주 좋게 작동이 된다. 이 온도는 통상적인 소화조 가열기로 조절할 수 있다. 처리할 액체가 가열공정, 예를들면 습식신화 또는 열처리계로부터 생성이 되는 경우에는 출구액체 온도가 다소 상승된 수준으로 조절하기도 한다. 이러한 액체는 외부 열원의 필요성을 감소시키거나 제거하며, 목적하는 소화조의 온도를 유지하는데 필요한 열에너지의 일부 또는 전부를 공급할 수 있다. 이와 달리, 습식 산화 또는 열처리를 한 뜨거운 오니 또는 공업 폐기물로 간접적인 열교환을 함으로써 액체를 가열할 수 있다.

제2도의 실시태양은 균체를 파괴하고 지지매체의 흡착성을 재생하기 위해 균체-지지매체 슬러지(8)를 처리하는 공정이다.

제2도에 있어서, 고강도 BOD 함유 액체(1)은 제1도에서 이미 나타낸 바와 같이, 무산소 소화조 내에서 균체 및 흡착성 분말 지지매체(4)와 4 내지 72시간 동안 혼합 및 접촉시킨다. 연료가스(3)는 소화조(2)내의 액체, 균체 및 흡착성 지지매체의 혼합물로부터 분리하고 회수한다. 후자의 혼합물(5)은 분리 단계(6)를 통과하여 여기에서 중력에 의해 액체로 부터 부유 고형물이 분리되고 소화된 청징 액체와 균체 및 지지매체의 슬러지를 형성한다. 소화된 청징 액체(7)는 주변환경에 방류하거나 또는 다음 단계의 재사용 또는 처리를 위해 배출한다.

균체 및 흡착성 지지매체로 이루어진 슬러지(8)중 일부(9)는 고강도 액체(1)가 추가로 처리되도록 소화조(2)내의 혼합 및 접촉단계로 연속적으로 또는 간헐적으로 재순환시킨다.

슬러지(8)중 다른 일부(11)는 재생단계(2)로 도입되어 여기에서 슬러지중 균체는 파괴되고 흡착성 지지매체는 재생된다. 재생된 흡착성 지지매체(13)는 추가량의 액체와 혼합 및 접촉되는 소화조(2)로 재순환된다. 따라서 소화조(2)내의 지지매체는 연속작동중에 다음과 같은 세가지 공급원으로 부터 도입이 되는 것이다 :

(a) 처리과정중 손실되는 양을 보충하기 위해 새로 첨가된 지지매체(4),

(b) 재순환된 균체-지지매체 혼합물(9) 및,

(c) 재생된 지지매체(13).

재생공정(12)에서 분위기가 제어된 노의 연소, 습식 산화 또는 균체가 파괴되고 지지매체의 흡착성이 재생될 수 있는 처리를 할 수 있다.

슬러지(8)중에 불활성 회분이 축적이 되는 경우, 슬러지 일부를 폐기처분을 위해 유출액(10)으로서 공정으로 부터 배출시켜야할 필요가 있다.

제3도는 착색이된 고강도 액체를 처리하는데 특히 유익한 본 발명의 실시태양을 설명한 것이다. 가용성 색소물질은 통상적으로 그러한 액체중에, 때로는 수천 APHA(American Public Health Association)단위의 색소 분석치를 갖는 농도로 존재한다. 예를들면, 어떤 조건하에서의 도시 오니 또는 공업 폐기물의 열처리 또는 습식 산화에서는 5,000 내지 20,000 APHA 단위의 액체 색소치가 얻어진다. 대체로, 이러한 고강도 액체의 색소는 산소 처리(예, 활성화 슬러지) 또는 무산소 처리로써는 유의적으로 감소되지 않으며, 상기한 생물학적 처리는 색소치를 더욱 증가시킬 수 있다.

색소는 자연환경에서 지속성을 갖기 때문에, 그러한 환경, 예컨대 강이나 바다와 같은 곳에 방류된 어느 폐수중에서나 일반적으로 장애물이 될 수 있다. 방류된 폐수중의 색소를 제한하는 상태조절은 종종 단순히 고강도 색소 액체를 처리된 하수로 희석하는 것만으로는 이루어지지 않는다. 액체를 방류하기전에, 색소뿐만 아니라 액체중에 함유된 용존 유기물질이 제거되도록 액체의 처리가 필요하다.

본 발명자들은 뜻밖에도 고강도 액체를 흡착성 분말 지지매체로 무산소적 처리를 하면 후속 흡착단계에서의 색소제거가 증가한다는 것을 발견하였다. 이러한 현상은 무산소적 소화 단계에서 액체의 색소치가 증가하는 경우에도 일어난다. 흡착단계에서는 액체중에 잔류하는 상당량의 유기물질도 제거된다.

본 실시태양의 제1공정단계는 앞서 기술한 제1도의 공정단계와 동일하다. 제3도에 있어서는, 고강도 BOD를 함유하는 색을 가진 액체(1)는 무산소 소화조(2)에서 균체 및 흡착성 분말 지지매체(4)와 4 내지 72시간동안 혼합 및 접촉한다. 소화조(2)내의 분위기는 무산소 상태로 유지시킨다. 균체는 조작이 잘된 무산소 소화계에 공통적인 생존가능한 조건적 산-형성 박테리아 및 메탄생성박테리아의 혼합물로 되어 있다. BOD 거의 대부분은 무산소적으로 소화에 의해 제거되고, 일부는 연료가스(3)로 전환된다.

소화조(2)에서 처리된 액체, 균체 및 지지매체의 혼합물(5)은 분리단계(6)로 도입되는데, 여기에서 부유 고형물은 액체로부터 분리되어 소화된 청징 액체(7) 및 슬러지(8)를 형성한다. 슬러지(8)중 일부분(9)은 소화조(2)로 재순환되고, 나머지(10)는 최종 처리를 위해 재생, 소각 또는 자연에 방류한다.

상기한 공정단계는 제1도의 공정단계와 동일하다.

본 실시태양의 나머지 단계에 있어서는, 청징액체(7)는 색소흡착제(15)와 접촉하여 탈색한다. 탈색단계에서 흡착성 입자가 고정되어 있는 상 또는 여과기를 통과시킬 수 있으나, 바람직한 방법은 접촉단계(14)에서 청징액체(7)를 색소흡착제(15)와 접촉시키고 흡착제-액체혼합물(16)을 분리조(17)로 보낸 다음 쓰여진 색소흡착제(19)를 탈색이 된 청징액체(18)로부터 분리하는 것이다. 색소흡착제는 색소뿐만 아니라 COD, BOD 및/또는 DOC로서, 측정이 된 유기물질로 제거한다. 원래의 BOD, COD, DOC 및 색소 소량만을 함유하는 청징액체(18)는 자연에 방류하거나 재사용하거나 또는 질소제거와 같은 처리를 하기 위해 다음 공정단계로 배출한다.

분리조(17)는 탈색된 액체로부터 색소흡착제를 분리하기 위해 중력침강용기, 원심분리기, 여과기 또는 기타의 장치로 할 수 있다.

사용할 수 있는 색소흡착제의 예를들면 플라이 애시, 표포토, 규조토, 중합성물질, 챠콜 및 활성탄이며, 이중 바람직한 물질은 활성탄이다. 색소흡착제(15)는 흡착성 분말 지지매체(4)와 동일한 물질일 필요는 없다. 그러나, 제4도 및 제5도에서 볼 수 있는 바와 같이, 동일한 물질을 사용하는 것이 유리하다. 흡착제(15)가 지지매체(4)와 다른 물질이면, 최적 재생조건이나, 방법까지도 각 물질에 대해 달라질 수 있다. 따라서 만일 단일 재생을 하는 경우, 절충을 필요로 하며, 공정의 잇점을 상실할 수도 있다. 바람직한 공정에서는, 단일 흡착성 물질을 소화 및 탈색공정 양단계에서 사용하며, 가장 바람직하기는, 이들 양단계에서 분말 활성탄을 사용하는 것이다. 따라서 분말 활성탄은 흡착성 분말 지지매체(4)로서 사용되고 여분의 분말 활성탄은 색소흡착제로서 사용된다. 그러나 때로는 각기 재생을 요하는 서로 다른 흡착제를 사용하는 것이 유리할 수도 있다.

입자 크기는 흡착표면적과 탈색된 액체로부터 분리의 용이성간의 최적 평형을 얻기 위해서는 0.01 내지 0.3㎜가 바람직하다. 탈색 공정단계에서 색소흡착제의 적어도 25%는 직경이 0.01 내지 0.3㎜인 경우가 바람직하다. 액체에 투입하는 색소흡착제의 양은 액체의 형태 및 강도, 원하는 색소 제거의 정도 및 흡착제의 활성도에 따라 0.1 내지 20g/ℓ 범위이다.

액체와 색소흡착제간의 접촉시간은 2, 3분에서 수일간이지만, 최적 접촉시간은 흡착이 극대화 되고 예상되는 탈착이 극소화 되는 0.2 내지 4시간이다.

제4도 및 제5도에 설명한 실시태양은 흡착제의 소모를 감소시키는 반면 고강도 액체로부터 유기물질 및 색소의 총제거를 증대하는 추가 공정단계를 도입한 것이다.

제4도에 있어서, 부호(1)에서 (19) 및 이의 한계는 제1도, 제2도 및 제3도에서 이미 설명한 바와 같다.

슬러지(8)중 일부(11)는 재생공정(12)으로 도입되고 여기에서 균체는 파괴되고 흡착성 지지매체는 재생된다. 재생된 지지매체(13) 전부 또는 일부(20)는 소화조(2)로 도입되어 추가분의 고강도 액체(1)가 처리된다. 임의로 사용된 색소흡착제(19)도 유체(23)로서 소화조(2)로 도입되는데, 여기에서 흡착제는 박테리아의 부착과 BOD-생성물질의 흡착을 위한 표면적이 추가된다. 사용된 색소흡착제는 균체 부착용의 새흡착제와 거의 동일한 표면적을 제공하는데, 그것은 색소가 가는 공극내에 거의 완전하게 흡착되기 때문이다. 이들 공극은 매우 작아서 박테리아 세포가 흡착제를 통과할 수 없다.

때로는, 사용된 색소흡착제를 소화조(2)로 재순환하는 것에 의해 새흡착성 지지매체(4)의 필요성을 완전히 배제할 수 있다. 새흡착제는 모두 유체(15)로서 색소흡착단계(14)에 첨가할 수도 있다.

재생된 지지매체(13)의 일부(21)는 이와 달리 색소흡착제로서 작용하도록 탈색 접촉단계(14)로 도입할 수 있다. 따라서 흡착제(15)의 일부는 재생된 지지매체로 대체된다.

어떤 조건하에서는 재생할 경우, 흡착제 유체(13)에 착색된 물질이 함유될 수 있다. 예컨대, 흡착제 및 균체를 함유하는 슬러지의 재생은 공지된 습식공기 산화법으로 달성할 수 있다. 재생공정에서 흡착제의 재생이 불완전하게 작동되면, 얻어지는 물층은 흡착이 용이하지 않은 색소가 포함된다. 그러나, 이 색소는 본 발명에 따른 무산소적 처리에 의해서는 흡착이 가능하다. 이 색소는 흡착제에 수반되는 균체의 불완전한 연소에서 생성된다. 이 경우 재생된 흡착제(24)는 유체(28)로서 접촉단계(14)에 첨가하기 전에, 새척단계(25)에서 색소가 제거되도록 물(26)로 세척할 수 있다. 사용된 색소함유 세척수(27)중 소량을 색소가 흡착이 더욱 잘 되는 형태로 무산소적 전환을 하도록, 소화조(2)로 재순환하는 것이 바람직하다.

이와 다른 실시태양으로서, 사용된 색소흡착제(19)의 일부(22)는 슬러지(11)와 함께 재생되도록 재생단계(12)로 도입한다. 재생된 물질(13) 전부 또는 일부(20)는 소화조(2)로 재순환 한다. 임의로 유체(21) 또는 (28)은 앞서 기술한 바와 같이 접촉단계(14)로 도입할 수도 있다.

사용된 색소흡착제(19)는 균체가 분리단계(16)로부터 탈색단계(14)를 거쳐 통과하는 것 이외는, 매우 소량의 균체를 수반한다는 점에서 슬러지(8)와는 다르다. 따라서 사용된 흡착제(19)에 수반되는 유기물질의 농도는 슬러지(8)의 농도에 비해 매우 낮다. 탈색단계(14)는 흡착의 일종이나, 소화조(2)에서의 무산소적 접촉단계는 사실상 생물화학적 또는 생화학적 공정이다.

탈색단계(14)에서는 액체(7)중의 색소 50% 과량으로 바람직하게 제거되며, 더욱 바람직하게는 색소의 80% 과량, 가장 바람직하게는 90% 과량으로 제거된다. 이 단계에서는 또한 무산소적 소화단계후 잔류하는 BOD, COD 및 DOC의 상당 부분이 제거된다.

제5도의 실시태양은 각기 슬러지(11)와 사용된 색소흡착제(19)를 위한 분리 재생단계(12) 및 (30)과 함께 제3도의 무산소적 소화단계와 탈색단계를 혼입한 것이다.

부호 1 내지 19는 앞서 설명한 바와 같다. 고강도 액체(1)의 무산소적 수화단계를 거친 슬러지(8)의 일부(11)는 재생하여 유체(13)로서 소화조(2)로 재순환한다. 사용된 색소흡착제(19) 전부 또는 일부는 재생단계(30)로 도입되는데, 여기에서 색소, 유기물질 및 미생물을 포함한 오염물이 흡착제 표면으로부터 제거되고 흡착능은 부활된다. 재생된 흡착제(37)는 청징액체(7)의 여분중의 색소 및 유기물질이 흡착되도록 유체(31)로서 탈색단계(14)로 재순환 한다.

재생단계(30)는 목적하는 흡착제의 부활을 달성할 수 있는 공정이면 어느 공정이나 가능하나, 지지매체(4) 및 색소흡착제(15)의 작동이 다르기 때문에 재생단계(12)와는 다를 수도 있다. 이들 두 재생단계의 최적조건은 지지매체(4)와 흡착제(15)가 동일한 물질, 예를들면 분말 활성탄의 등급이 동일한 경우에도 달라질 수 있다.

재생단계(30)의 형태와 조건에 따라서는 소량의 가용성 색소가 생성될 수 있다. 임의로, 재생된 색소흡착제(37)의 일부(32)는 유체(34)로서 탈색단계(14)로 재순환시키기 전에 세척단계(33)로 도입할 수 있다. 색소를 함유하는 세척수(35)는 유체(36)로서 소화조(2)로 통과하는데, 여기에서 색소는 이의 흡착능이 증가하도록 무산소적으로 처리된다.

임의의 실시태양에 있어서는 사용된 색소흡착제(19)의 일부(23)는 추가분의 액체(1)를 처리하기 위해 소화조(2)로 재순환시킬 수 있다. 또 다른 실시태양에서는 재생된 색소흡착제(37)의 일부(38)는 반입되는 고농도 액체(1)의 처리를 위해 소화조(2)로 도입한다.

소화조(2)의 내부 조작은 선행기술의 유동상 또는 확장된 상에서 사용되는 것과는 다르다.

유동상은 균일한 침강속도를 가질 수 있도록 균일한 크기와 형태를 가진 비교적 대형 크기의 입자가 사용된다.

장치의 단면적에 걸친 속도가 균일한 액체의 상향 흐름은 고체입자의 하향속도와 동일하게 설정한다. 장치의 상단의 확대부분은 청징화를 위한 액체속도가 감소된다. 따라서 고체입자는 유동상에서 이탈되지 않는다. 유동상으로 가스를 도입하면 하부에서부터 상부까지 수직적 혼합이 일어나서 고체입자는 액체와 함께 넘쳐 흐르게 된다. 또한 필요로 하는 상향 속도를 얻기 위해 장치의 상부로부터 하부의 분배기로 청징액체를 재순환할 필요가 종종 생긴다.

"확장된 상"이란 유동상에 적용되는 것이지만, 일반적으로는 상향 액체 속도가 증가할 수록 정동작 상태로부터 윗쪽으로 확장이 되고, 그러나 상내에서 고체의 약간의 혼합만 일어날 수 있도록 작동이 되는 상으로 제한하고 있다. 상향 액체 속도는 상단면적에 걸쳐 균일하게 유지된다.

유동상 및 확장된 상은 큰 입자가 부유상태로 유지하는데 상당한 에너지를 필요로 한다. 이러한 시스템과는 달리, 작은 분말 입자를 사용하는 본 발명에서는 혼합하는데 약간의 에너지만을 필요로 한다. 온화한 혼합을 하는데는 소화조의 하부로부터 소화조의 상부까지 액체 고형물의 유체 소량을 간단히 재순환하는 것으로 충분하다. 이와 달리 소화조내에서 생성된 연료가스 소량을 소화조의 하부로 순환시킬 수도 있다.

상기한 모든 실시태양에 있어서, 공정은 배치식으로 작동할 수 있다. 그러나, 작동의 바람직한 형태는 반-연속식 또는 연속식 공정이다. 본 목적을 위해 연속식 작동은 계를 통과하는 액체의 유동이 연속적인 것으로 한정이 되나, 흡착제, 슬러지 또는 기타의 물질 하나 또는 그 이상의 유동물을 간헐적으로 할 수도 있다. 반-연속식 공정은 계를 통과하는 액체 자체의 유동이 사실상 반-연속적인 것을 말한다. 따라서 고강도 BOD 함유 액체가 간헐적으로 생성이 되는 경우, 작동의 바람직한 형태는 반-연속식이 될 수 있다.

다음의 실시예는 본 발명을 더욱 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.

[실시예 1]

도시폐수 처리장에서 나오는 활성오니와 일차오니의 혼합물을 온도 177℃ 그리고 압력 21.1㎏/㎠에서 72분간 습윤 공기로 산화시켜서 유기물질의 5%를 산화한다. 혼합물을 4시간동안 냉각 및 침전시킨 후, 상층액을 분리하였다. 농축된 침강고형물은 여과한다. 상기 상층액과 여과액을 합해서 육안으로 부유물질이 보이지 않고 다음의 분석치를 가지는 고강도 BOD 함유액을 만든다.

생화학적 산소 요구량(BOD₅) 4087㎎/ℓ

화학적 산소 요구량(COD) 10,400㎎/ℓ

색소 7,540APHA 단위

본 발명의 모든 실시예의 분석은 미국 공중위생협회(15판, 1980) 출판의 표준방법으로 실시한다. 이 분석 방법에는 생화학적 산소 요구량(BOD₅), 화학적 산소요구량(COD), 용존 유기탄소(DOC) 및 색(미국 공중위생협회 단위 또는 단위)이 포함된다.

상기 액체는 35℃를 유지하는 무산소 소화조에 연속적으로 공급한다. 액체의 소화조내의 체류시간은 24시간이다. 소화조에 함유된 내용물의 온화한 교반과 계속적인 재순한은 지지매체, 균체 및 액체로 된 혼합액을 소화조의 하부에서부터 액표면 바로 아래의 입구에 펌핑함으로써 이룩된다. 소화조와 그 후속 침강조 청징기는 중간 깊이로 연결하여 소화조의 내용물이 청징기에 유입되도록 한다.

청징기에 침강된 부유물질은 주기적으로 수화조에 반송하는 반면 청징된 액체는 시료 및/또는 후속 처리를 위해 수집한다.

소화조는 액체에 순화되는 활성소화 슬러지를 미리 접종하고 흡착성 분말 지지매체는 6900㎎/ℓ의 농도로 소화조에 가한다. 지지매체는 활성탄 분말로서 적어도 60%가 -325메쉬(직경이 0.0017인치 또는 0.044㎜)이다. 그리고 활성탄의 비표면적은 475㎡/g이다. 매일 혼합액의 일부를 제거하여 소화조내의 균체 농도를 8300㎎/ℓ로 유지시킨다. 활성탄은 매일 가해서 제거된 활성탄을 보충토록 한다. 소화조의 부하량은 혼합액 균체 ㎏당 그리고 1일당 0.49㎏ BOD₅이다.

메탄가스 65%, 그리고 탄산가스 32%로 분석된 연료가스는 제거된 COD ㎏당 430ℓ(S. T. P.)의 비율로 소화조에서 발생한다.

처리된 액의 분석치는 다음과 같다.

BOD₅194 ㎎/ℓ

COD 2470 ㎎/ℓ

색소 5780 APHA 단위

액체 BOD₅의 감소는 95.3%, COD는 76.2% 그리고 색은 23.3%이었다. 생물학적 슬러지(균체)는 액체로부터 제거된 BOD₅의 ㎏당 0.05㎏의 비율로 생성되었다.

[실시예 2]

도시폐수 처리장에서 나오는 일차오니 및 활성오니의 혼합물을 온도 205℃, 압력 28.1㎏/㎠에서 15분 동안 습윤 공기로 산화시켜서 유기물질의 9%를 산화한다. 혼합물이 냉각 및 침강되도록 24시간동안 방치한후 실질적으로 부유물질이 없고, 고강도 BOD 함유액은 상층액을 분리한다. 액체의 분석치는 다음과 같다.

BOD₅6,050 ㎎/ℓ

COD 19,300 ㎎/ℓ

색소 18,400 APHA 단위

상기 액체는 35℃를 유지하는 소화조에 조정된 유속으로 공급한다. 소화조내의 액체 체류시간은 47시간이다. 소화조 내용물의 온화한 교반 및 연속적인 재순환은 균체, 지지매체 및 액체로 된 혼합액을 소화조의 하부에서 펌프로 액표면 바로 아래의 입구에 넣으므로써 수행된다. 소화조와 침강조 청징기는 중간 깊이로 연결하여 소화조의 내용물이 청징기에 유입되도록 한다. 청징기에 침강된 부유물질은 주기적으로 소화조에 반송하는 반면 청징액은 시료 및/또는 후속처리를 위해 수집한다.

소화조는 미리 액체의 순화되는 활성의 소화오니로 접종하고 실시예 1과 같은 활성탄을 혼합액 ℓ당 4000㎎의 농도로 소화조에 가한다. 매일 혼합액의 일부를 제거하여 소화조의 균체 농도를 ℓ당 10,800㎎으로 유지시킨다. 활성탄은 매일 가해서 제거된 활성탄을 보충시킨다. 소화조의 부하량은 혼합액 균체 ㎏당, 1일당, 0.29㎏ BOD₅이다.

메탄 65%, 그리고 이산화탄소 31%를 함유하는 연료 가스는 제거된 COD ㎏당 370ℓ(S. T. P.)의 비율로 소화조에서 발생된다.

처리된 액의 분석치는 다음과 같다.

BOD₅907 ㎎/ℓ

COD 7,730 ㎎/ℓ

색소 19,400 APHA 단위

액체의 BOD₅는 85.0%로 감소되고, COD는 60.1%로 감소되고, 그리고 색소는 5% 증가하였다. 생물학적 슬러지는 액으로부터 제거된 BOD ㎏당 0.07㎏ 균체의 비율로 생성되었다.

[실시예 3]

도시폐수 처리장에서 나오는 일차오니와 활성오니의 혼합물을 온도 210℃ 그리고 압력 21.1㎏/㎠에서 30분동안 열처리(산화가 아님)한다. 혼합물을 24시간동안 냉각 및 침강되도록 방치한 후에 상층액은 분리한다. 농축된 고체는 여과한 후 상층액과 여과액을 합하여 시각적으로 부유물질이 보이지 않고 다음의 성분을 가진 고강도 함유액을 얻는다.

BOD₅5,440 ㎎/ℓ

COD 12,700 ㎎/ℓ

색소 4,890 APHA 단위

액체는 연속적으로 35℃로 유지되는 소화조에 공급한다. 소화조 내의 액체의 체류시간은 23시간이다.

소화조는 액체 순환되는 활성의 소화오니를 미리 접종한다. 앞의 실시예에서와 같은 활성탄을 혼합액 ℓ당 1,900㎎의 농도로 소화조에 가한다. 매일 혼합액의 일부를 제거하여 소화조 생물질의 농도는 7,300㎎/ℓ로 유지시킨다. 활성탄은 매일 가해서 제거된 활성탄을 보충토록 한다. 소화조의 부하량은 일당, 균체 ㎏당 0.78㎏ BOD₅이다.

메탄 74%, 그리고 이산화탄소 23%를 함유하는 연료가스는 제거된 COD ㎏당 370ℓ의 비율로 소화조에서 발생된다. 처리된 액체의 분석치는 다음과 같다.

BOD₅231 ㎎/ℓ

COD 2,700 ㎎/ℓ

색소 4,300 APHA 단위

액체중 BOD₅는 96.4%가 감소하였고, COD는 78.8%가 감소하였으며, 그리고 색소는 12.1% 감소하였다. 생물학적 슬러지는 제거된 BOD ㎏당 0.013㎏ 균체의 비율로 생성되었다.

[실시예 4]

실시예 2에서 기술한 처리방법으로 수득한 색 19,400APHA 단위를 가지는 무산소적으로 소화된 열처리액을 12.4g/ℓ의 활성탄과 2시간동안 접촉시킨다. 활성탄을 제거한 후의 액체의 색은 1,590AHPA 단위로서 91.8%의 제거를 나타내었다. 실시예 2에서 사용된 색 18,400AHPA 단위의 소화되지 않은 액체의 일부를 12.4g/ℓ의 분말 활성탄과 접촉시킨 후 활성탄을 분리하여 색소 8,500APHA 단위의 일체를 수득하는데 색소의 제거율은 53.8%이다. 고강도 액으로부터 COD, 용존 유기탄소(DOC) 및 색소의 전반적인 제거는 다음과 같다.

본 실시예에서, 본 발명의 무산소적 소화공정은 사실상 액체의 색도를 증가시킨다. 그럼에도 불구하고 소화공정은 후속 탈색공정에서 색소 흡착 효율을 증가시킨다. 활성탄 흡착제의 단위 g당 색소의 제거는 고강도 액의 단순 흡착과 비교할때 거의 2배가 된다.

[실시예 5]

실시예 3에 기술된 처리법으로 수득된 색 4,300APHA 단위를 가지는 무산소적으로 소화된 열처리될 액체는 6.4g/ℓ의 활성탄과 2시간동안 접촉시킨다. 활성탄을 분리한 후 색이 320APHA 단위의 액체를 얻는데 색소의 제거율은 92.6%이다. 4890AHPA 단위를 가지는 소화되지 않은 열처리된 액체 일부는 6.4g/ℓ의 분말 활성탄과 2시간동안 접촉시킨다. 활성탄을 분리한 후의 액의 색소는 1910APHA 단위로서 색소 제거율은 60.9%이다. 고강도 액으로부터 COD, DOC 및 색소의 종합적인 제거는 다음과 같다.

본 실시예에서, 무산소적 소화공정은 활성탄 흡착제 g당 색소 제거 33%를 증가시킨다.

Claims

(a) 고강도 BOD함유 액체를 흡착성 분말 지지매체와 함께 생존 가능한 조건적 산-형성 박테리아 및 메탄 생성 박테리아로 이루어진 균체와, 4 내지 72시간 동안 완화한 혼합 무산소적 소화분위기에서 BOD의 거의 전부가 제거되고 메탄연료가스와 추가로 조건적 산-형성 박테리아 및 생성박테리아가 발생하도록 혼합 및 접촉시키고, (b) 상기 소화된 액체, 균체 및 흡착성 지지매체의 혼합물로부터 상기 메탄 연료 가스를 분리 및 회수한후, (c) 소화된 청징 액체와 상기 균체 및 흡착성 지지매체의 슬러지가 형성되도록, 상기 소화된 액체로부터 중력에 의해 균체 및 흡착성 지지매체를 분리시킨다음, (d) 상기 소화된 청징액체를 자연환경에 방류하거나 재사용 또는 후속 처리를 위해 다음 단계로 배출하고, (e) 고강도 BOD 함유 액체의 추가량을 처리하기 위해 상기 혼합 및 접촉단계(a)로 상기 슬러지의 일부 또는 전부를 연속적으로 또는 간헐적으로 재순환시키고, (f) 처리공정중 상기 지지매체의 손실량이 보충되도록 새흡착성 분말 지지매체를 (a) 단계내의 액체, 균체 및 지지매체의 혼합물에 간헐적으로 또는 연속적으로 첨가하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 고강도 BOD 함유 액체의 처리방법.
제1항에 있어서, 흡착성 분말 지지매체의 적어도 25%는 직경 0.01 내지 0.3㎜의 입자로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 흡착성 분말 지지매체의 적어도 25%는 직경 0.01 내지 0.2㎜의 입자로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 흡착성 분말 지지매체가 하나 또는 그 이상의 플라이 애시, 표포토, 규조토, 중합성물질, 챠콜 또는 활성탄으로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, (a) 단계의 액체, 균체 및 흡착성분말 지지매체의 혼합물에 지지매체 0.1 내지 약 20g/l이 함유된 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 고강도 액체에 BOD 500 내지 100,000㎎/ℓ이 함유된 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 고강도 액체에 COD 700 내지 160,000㎎/ℓ이 함유된 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 고강도 액체를 (a) 단계의 균체 및 지지매체와 4 내지 48시간동안 혼합 및 접촉시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 고강도액체를 (a) 단계의 균체 및 지지매체와 0.1 내지 4.5㎏ BOD/㎏ 균체/일의 부하율로 혼합 및 접촉시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 고강도액체를 (a) 단계의 균체 및 지지매체와 0.1 내지 11.0㎏ COD/㎏ 균체/일의 부하율로 혼합 및 접촉시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 고강도 BOD 함유 액체를 오니 또는 공업 폐기물의 열처리 또는 습식 산화와 같은 가열공정으로부터 생성시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, (a) 단계에서 제거된 가용성 BOD양이 50%를 초과하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, (a) 단계에서 제거된 가용성 BOD양이 80%를 초과하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, (a) 단계에서 제거된 가용성 BOD양이 90%를 초과하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 공정을 연속식 도는 반-연속식 방법으로 작동하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, (c) 단계의 균체 및 흡착성 지지매체의 혼합물을, 균체는 파괴되고 지지매체는 재생하는 재생공정단계로 도입하고 재생된 흡착성 지지매체를, 고강도 BOD 함유 액체추가량을 처리할 수 있도록 혼합 및 접촉단계(a)로 반송하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제16항에 있어서, 재생공정을 습식산화로 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제16항에 있어서, 재생공정을 노중제어된 분위기에서 연소로 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, (g), (d) 단계로부터의 소화된 청징 액체를 색소 제거를 위해 색소흡착제와 접촉시키고, (h) 탈색된 청징액체로부터 사용된 색소 흡착제를 분리한 후, (i), (h) 단계로부터의 탈색된 청징 액체를 자연 환경에 방류하거나 재사용 또는 후속처리를 위해 다음 단계로 배출하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제19항에 있어서, 접촉단계 (g)는 (d) 단계로부터의 소화된 청징액체와 색소 흡착제 0.1 내지 20g/ℓ를 0.2 내지 4시간 동안 혼합 및 접촉하는 것으로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법.
제19항에 있어서, 색소흡착제가 하나 또는 그 이상의 플라이 예시, 표포토, 규조토, 중합성물질, 챠콜 또는 활성탄으로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법.
제19항에 있어서, 색소 흡착제의 적어도 25%가 직경 0.01 내지 0.3㎜의 입자로, 이루어진 분말인 것을 특징으로 하는 방법.
제19항에 있어서, (h) 단계로부터의 사용된 색소 흡착제의 일부 또는 전부를 고강도 BOD함유 액체 추가량을 처리하기 위해 상기 혼합 및 접촉단계 (a)에 첨가하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제19항에 있어서, (h) 단계로부터의 사용된 색소 흡착제의 일부 또는 전부를, 사용된 색소 흡착제를 재생하는 재생공정 단계로 도입하고, 재생된 색소흡착제를 추가량의 소화된 청징액체로부터 색소가 제거되도록 접촉단계(g)로 반송하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제19항에 있어서, (h) 단계로부터의 사용된 색소 흡착제의 일부 또는 전부를 사용된 색소 흡착제를 재생하는 재생 공정단계로 도입하고 재생된 색소흡착제의 일부 또는 전부를 고강도 BOD함유 액체 추가량을 처리하기 위해 상기 혼합 및 접촉단계(a)로 반송하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
(a) 고강도 BOD함유 유색 액체를 흡착성 지지매체와 같은 분말 활성탄과 함께 생존 가능한 조건적 산-형성 박테리아 및 메탄 생성 박테리아 이루어진 균체와, 4 내지 72시간 동안 온화한 혼합 무산소적 소화 분위기에서 BOD의 거의 전부가 제거되고, 메탄 연료가스와 추가로 조건적 산-형성 박테리아 및 메탄 생성 박테리아가 발생하도록 혼합 및 접촉시키고, (b) 상기 소화된 액체, 균체 및 분말 활성탄의 혼합물로부터 연료가스를 분리 및 회수한후, (c) 상기 소화된 액체로부터 소화된 청징 액체와 상기 균체 및 분말 활성탄의 슬러지가 형성되도록 균체 및 분말 활성탄을 분리시킨다음, (d) 상기 슬러지의 일부를 추가량의 고강도 BOD 함유 유색 액체 추가량을 처리하기 위해 상기 혼합 및 접촉단계(a)로 연속적으로 또는 간헐적으로 재순환시키고, (e), (c) 단계로부터의 소화된 청징액체를 색소의 흡착과 사용된 색소 흡착제의 형성에 의해 소화된 청징액체가 탈색되도록 분말활성탄 추가량과 접촉시킨후, (f) 제2청징화단계에서 상기 탈색된 청징액체로부터 사용된 색소흡착제를 분리하고, (g) 상기 제2청징화단계를 거친 탈색된 청징액체를 자연환경에 방류하거나 재사용 또는 후속처리를 위해 배출하고, (h) 청징화단계(c)로부터의 슬러지의 일부를, 균체를 파괴하고 슬러지내의 분말활성탄을 재생하는 재생단계로 통과시킨다음, (i) 상기 재생된 분말 활성탄을 BOD 함유 유색 액체 추가량을 처리하기 위해 상기 무산소적 혼합 및 접촉단계(a)로 재순환시키고, (j) (f)단계에서 탈색된 청징액체로부터 분리된 상기 사용된 색소 흡착제의 적어도 일부를, 상기 흡착된 색소가 파괴하고, 상기 분말 활성탄이 재생되도록 제2재생단계로 통과시킨후, (k) 제2재생단계에서 재생된 분말 활성탄 색소 흡착제의 일부를, 새로 첨가한 분말 활성탄과 제2재생단계에서 재생된 분말 활성탄 색소 흡착제에 의해 소화된 청징액체 추가량을 탈색하는 탈색화단계(e)로 재순환시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 고강도 BOD 함유 유색 액체의 처리방법.
제26항에 있어서, 재생단계가 습식 산화 또는 제어된 분위기에서 노연소의 열적처리로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법.
제26항에 있어서, 지지매체 및 색소 흡착제로서 사용된 분말 활성탄의 적어도 25%는 직경 0.01 내지 0.3㎜의 입자로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법.
제26항에 있어서, 지지매체 및 색소 흡착제로서 사용된 분말 활성탄의 적어도 25%는 직경 0.01 내지 0.2㎜의 입자로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법.
제26항에 있어서, (a)단계의 액체, 균체 및 분말 활성탄의 혼합물에 분말 활성탄 0.1 내지 약 20g/ℓ 이 함유된 것을 특징으로 하는 방법.
제26항에 있어서, 고강도 액체에 BOD 500 내지 100,000㎎/ℓ이 함유된 것을 특징으로 하는 방법.
제26항에 있어서, 고강도 액체를 (a)단계의 균체 및 분말 활성탄과 4 내지 48시간 동안 혼합 및 접촉시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제26항에 있어서, 고강도 액체를 (a)단계의 균체 및 분말 활성탄과 0.1 내지 4.5㎏ BOD/㎏ 균체/일의 부하율로 혼합 및 접촉시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제26항에 있어서, 고강도 BOD 함유액체를 오니 또는 공업 폐기물의 열처리 또는 습식 산화와 같은 가열 공정으로부터 생성시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제26항에 있어서, (a)단계에서 제거된 가용성 BOD 양이 50%를 초과하는 것을 특징으로 하는 방법.
제26항에 있어서, (a)단계에서 제거된 가용성 BOD 양이 80%를 초과하는 것을 특징으로 하는 방법.
제26항에 있어서, (a)단계에서 제거된 가용성 BOD 양이 90%를 초과하는 것을 특징으로 하는 방법.
제26항에 있어서, 공정을 연속식 또는 반-연속식 방법으로 작동하는 것을 특징으로 하는 방법.
(a) 고강도 BOD함유 유색 액체를 분말 활성탄 지지매체와 함께 생존가능한 조건적 산-형성 박테리아 및 메탄 생성 박테리아 이루어진 균체와 4 내지 72시간 동안 온화한 혼합 무산소적 소화 분위기에서 BOD의 거의 전부가 제거되고, 메탄 연료가스와 추가로 조건적 산-형성 박테리아 및 메탄 생성 박테리아가 발생하도록 혼합 및 접촉시키고, (b) 상기 소화된 액체, 균체 및 분말 활성탄의 혼합물로부터 연료가스를 분리 및 회수한후, (c) 청징된 액체와 상기 균체 및 분말 활성탄의 슬러지가 형성되도록 상기 소화된 액체로부터 균체 및 분말 활성탄을 분리시킨 다음, (d) 상기 슬러지의 일부를 고강도 BOD 함유 유색 액체 추가량을 처리하기 위해 상기 혼합 및 접촉단계(a)로 연속적으로 또는 간헐적으로 재순환시키고, (e) (c) 단계로부터의 소화된 청징액체를 색소의 흡착 및 사용된 색소 흡착제의 형성에 의해 소화된 청징액체가 탈색되도록 분말 활성탄 추가량과 접촉시킨후, (f) 제2청징화단계에서 상기 탈색된 청징액체로부터 사용된 색소흡착제를 분리하고, (g) 상기 제2청징화단계를 거친 탈색된 청징액체를 자연환경에 방류하거나 재사용 또는 후속처리를 위해 배출하고, (h) 청징화단계(c)로부터의 슬러지의 일부를, 균체가 파괴되고, 슬러지내의 분말 활성탄이 재생되는 재생단계로 통과시킨 다음, (i) (f)단계에서 탈색된 청징액체로부터 분리된 상기 사용된 색소 흡착제의 적어도 일부를, 상기 흡착된 색소가 파괴되고 상기 분말 활성탄 색소 흡착제가 재생되도록 상기 재생단계(h)로 통과시킨후, (j) (i)단계에서 재생된 활성탄의 적어도 일부를 고강도 BOD 함유 유색 액체 추가량을 처리하기 위해 상기 무산소적 혼합 및 접촉단계(h)로 재순환시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 고강도 BOD 함유 유색 액체의 처리방법.
제39항에 있어서, (i)단계에서 재생된 분말 활성탄의 일부를, 새로 첨가한 분말 활성탄 및 재생된 활성탄에 의해 청징된 액체 추가량을 탈색하는 탈색화단계(e)로 재순환하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제39항에 있어서, 재생된 분말 활성탄의 일부를 색소가 제거되도록 정수(clean wator)로 세척하고 세척된 탄소를, 새로 첨가한 분말 활성탄 및 상기 세척된 재생 활성탄에 의해 추가량의 청징액체를 탈색하는 상기 탈색화 단계(e)로 재순환하는 것을 특징으로 하는 방법.
제41항에 있어서, 재생된 분말 활성탄을 세척하는 단계로부터의 색소함유 세척수를, 여기에 함유된 색소의 흡착능이 증가할 수 있도록 처리하기 위해 상기 무산소적 혼합 및 접촉단계(a)로 반송하는 것을 특징으로 하는 방법.
제41항에 있어서, 재생단계가 습식 산화 또는 노연소의 열처리 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법.
제41항에 있어서, 분말 활성탄의 적어도 25%는 직경 0.01 내지 0.3㎜의 입자로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법.
제41항에 있어서, 분말 활성탄의 적어도 25%는 직경 0.01 내지 0.2㎜의 입자로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법.
제41항에 있어서, (a)단계의 액체, 균체 및 분말 활성탄의 혼합물에 분말 활성탄 0.1 내지 약 20g/ℓ이 함유된 것을 특징으로 하는 방법.
제41항에 있어서, 고강도 액체에 BOD 500 내지 100,000㎎/ℓ이 함유된 것을 특징으로 하는 방법.
제39항에 있어서, 고강도 액체를 (a) 단계의 균체 및 분말 활성탄과 4 내지 48시간동안 혼합 및 접촉시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제39항에 있어서, 고강도 액체를 (a) 단계의 균체 및 분말 활성탄과 0.1 내지 4.5㎏ BOD/㎏ 균체/일의 부하율로 혼합 및 접촉시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제39항에 있어서, 고강도 BOD 함유 액체를 오니 또는 공업폐기물의 열처리 또는 습식 산화와 같은 가열공정으로부터 생성시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제39항에 있어서, (a)단계에서 제거된 가용성 BOD 양이 50%를 초과하는 것을 특징으로 하는 방법.
제39항에 있어서, (a)단계에서 제거된 가용성 BOD 양이 80%를 초과하는 것을 특징으로 하는 방법.
제39항에 있어서, (a)단계에서 제거된 가용성 BOD 양이 90%를 초과하는 것을 특징으로 하는 방법.
제39항에 있어서, (e)단계에서 제거된 색소량이 50%를 초과하는 것을 특징으로 하는 방법.
제39항에 있어서, (e)단계에서 제거된 색소량이 80%를 초과하는 것을 특징으로 하는 방법.
제39항에 있어서, (e)단계에서 제거된 색소량이 90%를 초과하는 것을 특징으로 하는 방법.
제39항에 있어서, 공정을 연속식 또는 반-연속식으로 작동하는 것을 특징으로 하는 방법.
(a) 고강도 BOD함유 유색 액체를 분말 활성탄 지지매체와 함께 생존가능한 조건적 산-형성 박테리아 및 메탄 생성 박테리아 이루어진 균체와, 4 내지 72시간 동안 온화한 혼합 무산소적 소화 분위기에서 BOD의 거의 전부가 제거되고 메탄 연료가스와 추가로 조건적 산-형성 박테리아 및 메탄 생성 박테리아가 발생하도록 혼합 및 접촉시키고, (b) 상기 소화된 액체, 균체 및 분말 활성탄의 혼합물로부터 연료 가스를 분리 및 회수한후, (c) 소화된 청징액체와 상기 균체 및 분말 활성탄의 슬러지가 형성되도록 상기 소화된 액체로부터 균체 및 분말 활성탄을 분리시킨 다음, (d) 상기 슬러지의 일부를, 고강도 BOD 함유 유색 액체 추가량을 처리하기 위해 상기 혼합 및 접촉단계(a)로 연속적으로 또는 간헐적으로 재순환시키고, (e) (c) 단계로부터의 소화된 청징액체를 색소의 흡착 및 사용된 색소 흡착제의 형성에 의해 소화된 청징액체가 탈색되도록 분말 활성탄 추가량과 접촉시킨후, (f) 제2청징화단계에서 상기 탈색된 청징액체로부터 사용된 색소흡착제를 분리하고, (g) 상기 제2청징화단계를 거친 탈색된 청징액체를 자연환경에 방류하거나 재사용 또는 후속처리를 위해 배출하고, (j) (f) 단계로부터의 상기 사용된 색소 흡착제의 일부 또는 전부를, 고농도 BOD 함유 유색 액체 추가량을 처리하기 위해 상기 혼합 및 접촉단계(a)에 첨가하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 고강도 BOD 함유 유색 액체의 처리방법.