KR940007019B1 - Compost efflux treating method and apparatus by ozone and activated carbon - Google Patents

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    • C02F1/78—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone

Abstract

The compost toilet flush water is treated by (a) reacting the flush water with ozon, (b) neutralizing the treated flush water with a sulfuric acid as a neutralizing agent, and (c) adsorption-treating the neutralized flush water with active carbon to remove a residual organic material. The treating appts. includes a compost toilet flush-storing tank (1), an ozon generator (5), an ozon reactor (2), a filter feeding water-storing tank (3) and an active carbon adsorption filtering device (4).

Description

퇴비화 변소 유출수의 회분식 오존 및 연속식 활성탄 흡착 처리 방법 및 장치Batch Ozone and Continuous Activated Carbon Adsorption Treatment Method and Apparatus for Composted Toilet Effluent

제1도는 본 발명에 따른 퇴비화 변소(compost toilet) 유출수의 처리 시스템을 도시한 공정 순서도.1 is a process flow diagram illustrating a treatment system for compost toilet effluent in accordance with the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 퇴비화 변소 유출수 저장 탱크 2 : 오존(O3) 반응기1: composting wastewater storage tank 2: ozone (O 3 ) reactor

3 : 여과기 유입수 저장 탱크 4 : 활성탄 흡착여과 장치3: filter influent storage tank 4: activated carbon adsorption filtration apparatus

5 : 오존(O3) 발생기 6 : 오존 제거기5: ozone (O 3 ) generator 6: ozone remover

7 : 공기 발생기 8 : 산기관7: air generator 8: diffuser

9 : 이송 펌프 10 : 순산소 또는 공기9: transfer pump 10: oxygen or air

11 : 유출수 12 : 황산11: runoff 12: sulfuric acid

본 발명은 퇴비화 변소에서 발생되는 유출수로 인한 환경 오염을 방지하기 위한 유출수의 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for treating effluent for preventing environmental pollution due to effluent from composting toilet.

퇴비화 변소는 공원 등과 같이 수세식 변소의 설치가 곤란한 장소에 설치하는 현장 처리 시스템으로서, 호기성 미생물에 의하여 분뇨 배설물을 분해한다. 이 시스템에 의하여 분뇨 배설물을 처리하는 경우, 약 95%가 수분과 이산화탄소로 분해되어 팬(fan)에 의하여 대기 중에서 방출되고, 5% 정도가 무해한 토양구성 물질로 전환되어 퇴비로 이용된다.A composting toilet is a site treatment system installed in a place where a flush toilet is difficult to install, such as a park, and decomposes manure waste by aerobic microorganisms. When manure excretion is processed by this system, about 95% is decomposed into water and carbon dioxide, released by the fan into the atmosphere, and about 5% is converted to harmless soil composition and used as compost.

외국의 경우, 퇴비화 변소는 국립 공원과 같은 광활한 지역에 주로 설치되므로 그만큼 사용 인원이 적고, 그에 따라 퇴비화 하는 기간이 매우 길게 되어 환경 오염의 문제를 야기시킴이 없이 그 본래의 기능을 훌륭히 발휘하고 있다. 실제로, 미국 및 스웨덴에서는 이와 같은 처리 시스템의 설치로 인하여 용수와 동력의 절약, 환경 오염 저감에 크게 기여하고 있으며, 과다한 사용으로 인한 유출수의 문제는 거의 없는 것으로 보고되어 있다[문헌, Carole L. Engelder, James E Alleman, Richard J. Scholze, JP. ＆Edwin D. Smith, "Innovative Airflow Design for Compost Toilets", Biocycle, October, 1986; Dag Guttormsen, "Evaluation of Compost Toilets-A Field and Laboratory Update", Individual Onsite Wastewater Systems, pp147-154,1979; 및 C. H. Stoner, "Goodbye to the Flush toilets", pp97 -139,1977].In foreign countries, composting toilets are mainly installed in large areas such as national parks, so the number of people used is small, and the period of composting is very long, thus exerting their original functions without causing problems of environmental pollution. . Indeed, the installation of such treatment systems in the United States and Sweden has greatly contributed to conserving water and power, reducing environmental pollution, and reported that there are few problems with runoff due to overuse. Carole L. Engelder James E Alleman, Richard J. Scholze, JP. Edwin D. Smith, "Innovative Airflow Design for Compost Toilets", Biocycle, October, 1986; Dag Guttormsen, "Evaluation of Compost Toilets-A Field and Laboratory Update", Individual Onsite Wastewater Systems, pp 147-154,1979; And C. H. Stoner, "Goodbye to the Flush toilets", pp 97-139,1977.

그러나, 이와 같이 외국에서 크게 성공을 거두고 있는 분뇨 처리 시스템을 국내의 퇴비화 변소에 적용하는 경우에는 과도한 이용량으로 인하여 그 기능을 제대로 발휘할 수 없게 된다. 국내에 설치되어 운용되고있는 퇴비화 변소의 실태를 알아보면, 과도한 이용량으로 인하여 분뇨 유출수가 대기 중으로 100% 방출되지 못하고 그대로 유출되어 주변 환경을 오염시키고 있다. 실상이 이러함에도 불구하고 아직까지 이렇다할 분뇨 유출수 처리 장치가 개발되고 있지 못하고 있으므로, 이에 대한 대책이 절실히 요망되고 있다.However, when the manure treatment system, which has been highly successful in foreign countries, is applied to domestic composting toilets, its function cannot be properly performed due to excessive use. In the current situation of composting toilets installed and operated in Korea, manure effluent is not 100% discharged into the air due to excessive use, and is leaked as it is, polluting the surrounding environment. In spite of this fact, the manure effluent treatment apparatus has not been developed so far, and thus measures are urgently needed.

본 발명자들은 이와 같은 요망에 부응하기 위하여 예의 연구를 거듭한 결과, 거의 무방비 상대로 배출되는 퇴비화 변소의 유출수를 효율적으로 처리할 수 있는 방법 및 장치를 개발하여 본 발명을 완성하게 되었다.As a result of intensive studies to meet such demands, the present inventors have developed a method and apparatus capable of efficiently treating the outflow of composted toilets discharged to almost unprotected relatives, thereby completing the present invention.

따라서, 본 발명의 목적은 국내 실정에 적합한 퇴비화 변소 유출수의 처리 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for treating composted effluents suitable for domestic situations.

본 발명의 다른 목적은 수세식 변소의 설치가 용이하지 아니한 지역, 특히 농어촌 지역에서 현재 직면하고 있는 환경 개선 및 환경 오염 문제를 해결할 수 있는 재래식 변소 유출수의 처리 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of treating conventional toilet effluents that can solve the environmental improvement and environmental pollution problem currently faced in areas where the installation of the flush toilet is not easy, especially in rural areas.

본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 유출수 처리 방법을 수행하기 위한 장치를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide an apparatus for performing the effluent treatment method of the present invention.

위와 같은 본 발명의 목적은, (a) 퇴비화 변소에서 배출된 유출수를 오존과 반응시키는 단계, (b) 오존처리된 피처리물을 중화시키는 단계, 그리고 (c) 중학 처리된 피처리물을 활성탄 흡착 처리하여 잔류 유기물을 제거하고 최종 방유시키는 단계로 이루어진 본 발명에 따른 방법에 의하여 달성된다.An object of the present invention as described above, (a) reacting the effluent discharged from the composting toilet with ozone, (b) neutralizing the ozonated treatment, and (c) activated carbon treated junior treated It is achieved by the process according to the invention consisting of adsorption treatment to remove residual organics and finally to oil.

이하, 본 발명에 따른 퇴비화 변소 유출수의 처리 방법을 제1도를 참조하여 설명한다.Hereinafter, a method for treating composted toilet effluent according to the present invention will be described with reference to FIG.

제1도는 본 발명에 따른 퇴비화 변소 유출수의 처리 시스템을 도시한 공정 순서도이다. 우선, 퇴비화 변소의 유출수는 저장 탱크(1)에 저장된다. 이 저장 탱크(1)은 퇴비화 변소에서 유출되는 유출수를 저장하고 유량 및 수질을 균등화 시키는 역할을 한다.1 is a process flow diagram illustrating a treatment system for composting toilet effluent in accordance with the present invention. First, the outflow water of the composting toilet is stored in the storage tank 1. This storage tank (1) stores the effluent flowing out of the composting toilet and serves to equalize the flow rate and water quality.

저장 탱크(1)에 저장된 피처리물은 오존 반응기(2)로 일정량을 유입시킨다. 오존 반응기(2)로 유입된 피처리물은 오존 발생기(5)에 의해 생성된 오존과 반응시켜서, 유기 물질은 산화시키고 난분해성 물질은 분해가능한 물질로 전환시킨다. 오존 발생기(5)는 순산소 또는 공기(10)을 이용하여 오존을 생성시키며, 생성된 오존은 산기관을 통하여 미세한 바울로 만들어 오존의 표면적을 최대로 하여 주입할 경우, 산화 효과를 더욱 증대시킬 수 있다. 오존 반응기(2)에서 반응하고 남은 잔류 오존은 오존 제거기(6)에 의하여 산소로 전환시켜 대기로 방출시킨다.The to-be-processed object stored in the storage tank 1 introduces a fixed amount into the ozone reactor 2. The workpieces introduced into the ozone reactor 2 are reacted with ozone produced by the ozone generator 5 to oxidize organic materials and convert hardly decomposable materials into degradable materials. The ozone generator (5) generates ozone using pure oxygen or air (10), and the generated ozone is made of fine Paul through the acid pipe to maximize the surface area of the ozone, which can further increase the oxidation effect. have. The residual ozone remaining after the reaction in the ozone reactor 2 is converted into oxygen by the ozone remover 6 and discharged to the atmosphere.

오존 반응기(2)를 거친 피처리물은 여과기 유입수 저장 탱크(3)으로 이송시킨다. 여기에서, 피처리물은 중화제인 황산(12)에 의해 pH 5.8 내지 8.5로 중화되어 저장된다. 또한, 저장 탱크(3)에서는 용해성 잔류오존이 공기 발생기(7)과 산기관(8)로부터 공급되는 공기에 의해서 산소로 전환되어 대기로 방출된다.The workpieces which have passed through the ozone reactor 2 are transferred to the filter influent storage tank 3. Here, the to-be-processed object is neutralized and stored by pH 5.8-8.5 by the sulfuric acid 12 which is a neutralizing agent. In addition, in the storage tank 3, soluble residual ozone is converted into oxygen by the air supplied from the air generator 7 and the diffuser 8, and is discharged to the atmosphere.

여과기 유입수 저장 탱크(3)을 거친 피처리물은 이송 펌프(9)에 의해서 일정량씩 연속적으로 활성탄 흡착여과 장치(4)로 유입시킨다. 여기에서 미제거된 잔류 유기물을 활성탄 흡착에 의하여 제거한 후, 최종 방류시킨다.The workpieces which have passed through the filter inflow storage tank 3 are introduced into the activated carbon adsorption filtration device 4 continuously by a predetermined amount by the transfer pump 9. The remaining organic matter removed here is removed by activated carbon adsorption and then finally discharged.

상기와 같은 본 발명의 퇴비화 변소 유출수의 처리 방법은 유출수 저장 탱크(1), 순산소 또는 공기(10)을 이용하여 오존을 발생하는 오존 발생기(5), 오존 반응기(2)여과기 유입수 저장 탱크(3) 및 활성탄 흡착여과 장치(4)의 조합으로 이루어진 장치에 의하여 수행될 수 있다. 이러한, 퇴비화 변소 유출수의 처리 장치에 있어서, 오존 반응기(2)는 반응접촉 시간을 길게 하기 위하여 원통형인 것이 바람직하다. 또한, 퇴비화 변소 유출수의 처리 장치에는 가스 상태의 잔류 오존을 제거하기 위한 오존 제거기(6)을 오존 반응기(2)에, 그리고 용해성 잔류 오존을 처리하기 위한 공기 발생기(7)을 여과기 유입수 저장 탱크(3)에 추가로 연결시킬 수 있다. 활성탄의 접촉 면적을 길게 하고 단락류를 방지하기 위하여, 활성탄 흡착 여과 장치(4)는 상향류와 하향류 서로를 직렬로 연결하는 것이 바람직하다.As described above, the method for treating composting effluent effluent of the present invention includes an ozone generator (5) and an ozone reactor (2) for generating ozone using an effluent storage tank (1), pure oxygen, or air (10). By means of a combination of a filter influent storage tank 3 and an activated carbon adsorption filtration device 4. In such a treatment apparatus for composting wastewater, the ozone reactor 2 is preferably cylindrical in order to lengthen the reaction contact time. In addition, in the treatment apparatus for composting effluent, an ozone remover 6 for removing residual ozone in gaseous state is provided to the ozone reactor 2, and an air generator 7 for treating soluble residual ozone is provided with a filter influent storage tank ( Can be further connected to 3). In order to lengthen the contact area of the activated carbon and prevent short circuit, the activated carbon adsorption filtration device 4 preferably connects the upstream and the downstream in series.

이와 같은 본 발명에 따른 퇴비화 변소 유출수의 처리 방법에 따르면, 첫째로 퇴비화 변소 유출수의 종래의 처리 장치에서 발생되는 슬러지가 전혀 없으며, 둘째로 BOD 제거 효율이 80 내지 90%로서 분뇨 처리시설의 환경 기준치인 BOD 40mg/l보다 낮은 농도의 유출수를 최종 방류할 수 있다.According to the treatment method of the composting toilet effluent according to the present invention, firstly, there is no sludge generated in the conventional treatment apparatus of the composting toilet effluent, and secondly, the BOD removal efficiency is 80 to 90%, the environmental standard value of the manure treatment facility. Effluents at concentrations lower than 40 mg / l BOD can be finally discharged.

이하에서 실시예에 의하여 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited thereto.

[실시예 1]Example 1

본 발명의 방법에 따라서 하기 표1에 나타낸 사양으로 제작된 장치를 사용하여 퇴비화 변소 유출수를 처리하였다.The composting effluent effluent was treated using an apparatus made to the specifications shown in Table 1 according to the method of the present invention.

퇴비화 변소 유출수를 오존 반응기에서 오존과 반응시켜서, 유기 물질은 산화시키고 난분해성 물질은 분해 가능한 물질로 전환시켰다. 반응하고 남은 잔류 오존은 산소로 전환시킨 후, 대리로 방출시켰다.Composted effluent effluent was reacted with ozone in an ozone reactor to oxidize organic materials and convert degradable materials into degradable materials. The remaining ozone remaining after the reaction was converted to oxygen and then released as a substitute.

이어서, 피처리물을 여과기 유입수 저장 탱크로 이송시켜 황산(H2SO4)으로 중화시키고, 공기를 투입하여 용해성 잔류 오존을 산소로 전환시켜 대기로 방출시켰다.Subsequently, the workpiece was transferred to a filter influent storage tank, neutralized with sulfuric acid (H 2 SO 4 ), and air was introduced to convert soluble residual ozone into oxygen and released into the atmosphere.

중화 처리된 피처리물을 일정량씩 연속적으로 활성탄 흡착 여과 장치로 유입시키고, 여기에서 미제거된 잔류 유기물을 활성탄 흡착에 의하여 제거한 후, 정화 처리된 유출수를 최종 방류시켰다.The neutralized treated material was continuously introduced into the activated carbon adsorption filtration apparatus by a predetermined amount, and the remaining organic matters removed therefrom were removed by activated carbon adsorption, and then the effluent treated with clarification was finally discharged.

[표 1]TABLE 1

본 실시예에 따라 처리된 퇴비화 변소 유출수의 BOD,COD 제거 효율을 다음 표 2에 나타낸다.BOD and COD removal efficiencies of the composting effluents treated according to this example are shown in Table 2 below.

[표 2]TABLE 2

상기 결과로부터 본 발명의 퇴비화 변소 유출수의 처리 방법은 평균 85% 이상의 높은 BOD 제거 효율로 유출수를 처리할 수 있다는 것이 명백하다. 이러한 처리 결과는 유출수 1l당 30mg 미만의 BOD 항유율에 해당하므로, 본 발명의 방법은 환경오염의 방지에 매우 효과적이라는 사실을 알 수 있다.From the above results, it is evident that the method for treating composted effluents of the present invention can treat effluents with a high BOD removal efficiency of at least 85%. This treatment result corresponds to a BOD anti-flow rate of less than 30 mg per 1 effluent, it can be seen that the method of the present invention is very effective in the prevention of environmental pollution.

Claims (6)

(a) 퇴비화 변소에서 배출된 유출수를 오존과 반응시키는 단계, (b) 오존 처리된 피처리물을 중화시키는 단계 및 (c) 중화 처리된 피처리물을 활성탄 흡착 처리하여 잔류 유기물을 제거한 후 최종 방류시키는 단계로 이루어진 것이 특징인 퇴비화 변소 유출수의 처리 방법.(a) reacting the effluent discharged from the composting toilet with ozone, (b) neutralizing the ozonated treatment, and (c) adsorption treatment of the neutralized treatment with activated carbon to remove residual organics. A method of treating composted effluent effluent, characterized in that consisting of a step of discharge. 제1항에 있어서, 중화제는 황산이며, 중화시의 pH는 5.8 내지 8.5인 것이 특징인 퇴비화 변소 유출수의 처리 방법.The method of claim 1, wherein the neutralizing agent is sulfuric acid, and the pH at the time of neutralization is 5.8 to 8.5. 퇴비화 변소 유출수 저장 탱크(1), 순산소 또는 공기(10)을 이용하여 오존을 발생하는 오존 발생기(5), 오존 반응기(2), 여과기 유입수 저장 탱크(3) 및 활성탄 흡착 여과 장치(4)의 조합으로 이루어진 것이 특징인 퇴비화 변소 유출수의 처리 장치.Ozone generator (5), ozone reactor (2), filter influent storage tank (3) and activated carbon adsorption filtration device (4) for generating ozone using composting effluent storage tank (1), pure oxygen or air (10) Apparatus for treating composting effluent effluent, characterized in that consisting of a combination. 제3항에 있어서, 반응 접촉 시간이 길어질 수 있도록 오존 반응기(2)의 형태가 원통형인 것이 특징인 퇴비화 변소 유출수의 처리 장치.4. An apparatus according to claim 3, characterized in that the shape of the ozone reactor (2) is cylindrical so that the reaction contact time can be long. 제3항에 있어서, 가스 상태의 잔류 오존을 제거하기 위한 오존 제거기(6)이 이존 반응기(2)에, 그리고 용해성 잔류 오존을 처리하기 위한 공기 발생기(7)이 여과기 유입수 저장 탱크(3)에 추가로 연결된 것이 특징인 퇴비화 변소 유출수의 처리 장치.4. The filter inlet storage tank (3) according to claim 3, wherein an ozone remover (6) for removing residual ozone in the gaseous state is carried out in the existing reactor (2) and an air generator (7) for treating soluble residual ozone in the filter influent storage tank (3). Apparatus for treating composted effluent, characterized in that further connected. 제3항에 있어서, 활성탄의 접촉 면적이 길게 되고 단락류가 방지되도록 활성탄 흡착 여과 장치(4)의 상향류와 하향류 서로가 직렬로 연결된 것이 특징인 퇴비화 변소 유출수의 처리 장치.4. The apparatus for treating composting toilet effluent according to claim 3, wherein the upstream and downstream flows of the activated carbon adsorption filtration device (4) are connected in series so that the contact area of the activated carbon is increased and the short circuit is prevented.
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