KR960003922B1 - Waste water treatment by volcanic ashes - Google Patents
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Abstract
Description
제 1 도는 본 발명의 처리공정도1 is a process chart of the present invention
제 2 도는 본 발명의 메디아 충진탑의 상세도2 is a detailed view of the median packing tower of the present invention
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 모래 여과장치 2 : 유량조정조1: Sand Filtration Device 2: Flow Adjustment Tank
3 : 폭기조 4 : 저장조3: aeration tank 4: storage tank
5 : R.O시스템(역삼투압 농축기) 6 : 농축수 저장조5: R.O system (reverse osmosis concentrator) 6: concentrated water storage tank
7 : 펌프 8 : 메디아 충진탑7: pump 8: media filling tower
9 : 몸체 10 : 상부망체9: body 10: upper mesh
11 : 하부망체 12 : 지지대11: lower body 12: support
13 : 화산재 광석 14 : SiO3 -2규석13: volcanic ash ore 14: SiO 3 -2 silica
본 발명은 해양성 규석 및 화산재 광석을 사용하여 난분해성 유기 폐수를 신속히 처리하는 방법에 관한것 으로서, 더욱 상세하게는 생선가공시 발생되는 찌꺼기를 미생물 처리한 슬러지를 오니 원으로서 소량 첨가하고 NSiO3 -2를 65%이상 함유하는 다공성의 해양성 규석 구조물과 다공질의 부석이 충전되어 있는 메디아(media)충진탑에 의해 돈뇨등의 가축 배설물을 빠른 시간내에 효율적으로 처리할 수 있도록 하는, 해양성 규석 및 화산재 광석을 사용한 유기성 폐수의 처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for rapidly treating hardly decomposable organic wastewater using marine silica and volcanic ash ore, and more specifically, a small amount of sludge from microbial treatment is added as a source of NSiO 3- . 2 to 65% or more containing, marine silica and ash minerals to the media livestock excrement, such as (media) donnyo by a packed column in maritime silica structure and pumice in a porous of a porous is charged to be processed efficiently in a short time It relates to a method for treating organic wastewater using.
종래에는 환경 오염원으로서 많은 비중을 차지하는 가축의 분뇨 및 기타 유기성 오수를 처리하는 방법으로서, 밀폐된 조내에서 혐기성 세균에 의한 소화 처리방법이 사용된바 있다. 그러나 상기 혐기성 처리방법은 가변 요인이 많아서 반응의 최적 상태를 유지하기가 어려울 뿐만 아니라, 처리 기간이 7-12일이나 소요되므로 처리 효율이 지극히 저조하여 미처리 방류 상태가 빈번하였고 그로 인하여 환경을 오염시키는 결과를 초래하였다.Conventionally, as a method of treating manure and other organic sewage of livestock, which occupy a large proportion as an environmental pollutant, digestive treatment by anaerobic bacteria has been used in a closed tank. However, the anaerobic treatment method is not only difficult to maintain the optimum state of the reaction due to the large number of variable factors, but also takes 7-12 days to process, so the treatment efficiency is extremely low and the untreated discharged state is frequent, thereby contaminating the environment. Resulted.
또한, 폐기물중 돈분을 회수하면 퇴비와 같은 양질의 유기질 비료로서 활용할 수 있기 때문에 폐수 처리 전에 따로 돈분을 회수하게 되고 주로 돈뇨만을 처리해야 하는데 상기 종래의 방법으로는 돈뇨의 독자적인 처리가 불가능한 단점등이 있어 왔다.In addition, since the recovery of money in the waste can be used as a good organic fertilizer, such as compost, it is necessary to recover the money separately before wastewater treatment, and mainly to treat only the urine. It has been.
이에 비해, 종래의 또 하나의 방법으로서 표준 활성 슬러지법이 있으나 이는 호기성 세균 및 통성 혐기성 세균을 사용하는 효소 분해 반응으로 상기 혐기성 방법보다 처리 효율이 다소 양호하여 널리 사용되어 왔지만 이 방법 역시 시일이 오래 걸리고 수시로 종균을 주입하여 보충해 주어야 하는 등의 단점이 있어 왔다.In contrast, another conventional method is a standard activated sludge method, which is an enzymatic digestion reaction using aerobic bacteria and permeable anaerobic bacteria. There have been disadvantages such as taking a supplement and injecting spawn from time to time.
또한, 최근에는 일본등지에서 돈뇨등 오수 처리 방법으로서 통상의 세라믹 입상물을 사용한 폭기식 처리장치를 개발하여 특허 출원한바 있는데, 이 방법을 실시할 경우 그 처리기간이 10일 이상, 실제로는 더 많은 시일이 소요되므로 시설 및 용량이 대형화 되어야 하며, 그에 따른 시설 경비 및 운영비 지출이 증대되는 반면에 처리 효율은 그에 비해 미흡한 점등, 우리나라 실정에는 적합하지 않은 문제점을 안고 있다.In addition, recently, in Japan and the like developed a patented aeration treatment apparatus using a conventional ceramic granular material as a sewage treatment method such as pig urine, the treatment period is more than 10 days, in practice more As it takes time, facilities and capacity should be enlarged, and facility and operation expenses are increased accordingly, while treatment efficiency is not enough, and it is not suitable for the Korean situation.
본 발명은 종래의 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명을 구성하는데에는 다음과 같은 요건이 필요하다.The present invention is to solve this problem in the prior art, the following requirements are required to constitute the present invention.
1) 균이 가장 잘 서식하는데 필요한 집이 있어야 할 것.1) There must be a house for germs to live best.
2) 균의 증식에 필요한 환경을 조성하여 줄 것.2) Create an environment for bacterial growth.
3) 언, 폐수나 잘 먹을 수 있는 균중에서도 제일 우수한 균군을 이룰 수 있는 균종을 찾을 것.3) Find the best microbial species among frozen, wastewater, and edible bacteria.
따라서, 본 발명자는 SiO3 -2를 65% 이상 함유하는 규석이 이온 교환 능력이 있고 이러한 능력은 미네랄을 생성할 수 있으며, 최종적으로 깨끗한 산소가 생길 수 있다는 것을 발견하게 되었다. 이는 호기성 미생물에게 더할나위 없는 환경을 제공하는 것으로 생각되어진다.Thus, the inventors have found that silica containing 65% or more of SiO 3 -2 has ion exchange capacity, which can generate minerals and finally clean oxygen. It is thought to provide a better environment for aerobic microorganisms.
또한, 화산재 광석이 다공질인 점에 착안하여 균이 증대 번식할 수 있는 집을 마련해 주었으며, 오니 원으로서 뿐만 아니라 폐수중에 서식할 여건을 마련해 주기 위하여 생선 가공시 또는 육류 가공시 발생되는 찌꺼기를 미생물 처리한 슬러지를 처리시킬 유기성 폐수내에 소량 첨가하여 상기 요건을 충족시켰다.In addition, it was noted that the volcanic ash ore was porous, which provided a house where bacteria could grow and multiply.In order to provide conditions for inhabiting not only as a sludge source but also in wastewater, microorganisms were processed during the processing of fish or meat. Small amounts were added to the organic wastewater to be treated for sludge to meet this requirement.
따라서 본 발명은 돈뇨등 유기성 폐수의 처리 과정시 폐수내에 생선 가공시 발생되는 찌꺼기를 미생물 처리한 슬러지를 오니 원으로서 소량 첨가하고 SiO3 -2를 65% 이상 함유하는 1g당 250㎡의 표면적을 갖는 다공성의 해양성 규석 구조물과 다공질의 화산재 광석, 예를들면 부석을 충진한 탑을 폭기조내에 설치하여 처리함으로써 종래 처리 방법에 비해 처리시간이 12-15시간 정도 밖에 소요되지 않으면서도 시설 경비, 운영비 등이 1/10정도로 절감되게 하는 우리나라의 실정에 적합한 유기성 폐수 처리방법을 제공한다.Therefore, the present invention has a surface area of 250㎡ per 1g containing a small amount of sludge treated as microorganisms as raw material and containing 65% or more of SiO 3 -2 as a source of microbial sludge. Porous marine siliceous structures and porous volcanic ore, for example pumice-filled towers, are installed and treated in the aeration tank to reduce facility and operating costs, while requiring only 12-15 hours of treatment time. It provides a method for treating organic wastewater suitable for the situation in Korea, which can be reduced to about 1/10.
이와같은 본 발명은 첨부 도면에 의하여 처리 순서에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention as described above will be described in detail according to the processing procedure according to the accompanying drawings.
1) 돈뇨등의 유기성 폐수의 전처리1) Pretreatment of organic wastewater such as pig urine
수거한 유기성 폐수를 모래여과장치(1)를 경유시켜 폐수중의 고형물을 제거하고 유량을 조절하기 위한 저장조(2)에 일시 저장한다.The collected organic wastewater is temporarily stored in a storage tank 2 for removing solids in the wastewater and adjusting the flow rate via the sand filtration device 1.
2) 폭기조(3)내에서의 생물학적 처리2) biological treatment in the aeration tank 3;
SiO3 -2를 65% 이상 함유하며 1g당 250㎡ 이상의 표면적을 갖는 다공성의 해양성 규석(14)과 다공질의 부석(13)이 충진된 메디아 충진탑(8) 및 폭기 시설이 장착되어 있는 폭기조(3)에 상기 저장조(2)로부터 처리시키고자 하는 유기 오수를 투입시키고 생선 가공시 또는 육류 가공시 발생되는 찌꺼기를 미생물 처리한 슬러지를 오니로서 적당량 가하여 호기성 세균균의 활발한 증식이 이루어지도록 한다.Aeration tanks equipped with median packing towers 8 and aeration facilities filled with porous marine silica (14) and porous pumice (13) containing not less than 65% SiO 3 -2 and having a surface area of not less than 250 m 2 / g. 3) Into the organic wastewater to be treated from the storage tank (2) and by adding an appropriate amount as sludge treated with microorganisms sludge generated during fish processing or meat processing to enable active growth of aerobic bacteria.
본 발명에서 사용되는 해양성 규석은 중생대의 해저 침전 광상에 있어서 이온교환물질로 생성된 것이며, 수중에서 필수 미네랄을 형성하며 다량의 산소를 방출하는 특성이 있다. 통상의 규석이 SiO3 -2를 함유하고 있는 반면에, Si3O9및 Si6O18의 형태를 이루고 있는 것이 특징인 것으로 SiO3 -2를 65% 이상 함유하는 다공성의 규석이며 1g당 250m의 표면적을 갖는 것 들이다. 따라서 표면적이 넓으니 호기성 미생물이 균군을 이루기가 용이하다.Marine siliceous used in the present invention is produced as an ion exchange material in the sedimentary deposits of the mesozoic zone, has the characteristic of forming an essential mineral in the water and release a large amount of oxygen. While conventional silica contains SiO 3 -2 , it is characterized by the formation of Si 3 O 9 and Si 6 O 18 , which is porous silica containing 65% or more of SiO 3 -2 , and 250m / g Are those having a surface area of. Therefore, the surface area is wide, it is easy to form aerobic microorganisms.
이와같이 본 발명에 사용된 해양성 규석은 이하의 구조식(Ⅰ)과 같이 나타내어진다.Thus, the marine silica used in the present invention is represented by the following structural formula (I).
이러한 해양성 규석의 특성은 화학적으로 전자의 출입이 자유롭기 때문에 이온 교환율이 높고 산화, 환원 능력이 뛰어나므로 호기성 미생물의 집적 배양능력이 탁월하고 유기물의 분해가 신속히 진행될 수 있다는 점이다.The nature of these marine silica is that the free access of the electron chemically has a high ion exchange rate, excellent oxidation and reduction capacity, excellent aerobic microorganisms and the ability to cultivate the decomposition of organic matter can proceed quickly.
또한, 1g당 250㎡의 넓은 표면적을 가지므로 생성된 미생물이 많이 서식할 수 있게 된다.In addition, since it has a large surface area of 250㎡ per 1g it is possible to inhabit a lot of produced microorganisms.
본 발명에 사용된 다공성의 해양성 규석에 대한 분석표를 이하의 표 1에 나타내었다.Table 1 below shows the analysis table for the porous marine silica used in the present invention.
[표 1]TABLE 1
상기 표로부터 알 수 있는 바와같이, 통상 SiO2를 함유하고 있는 세라믹과는 달리 본 발명에서 사용되는 해양성 규석은 SiO3를 65% 이상 함유하고 있음을 알 수 있다.As can be seen from the above table, it is understood that the marine silica used in the present invention contains 65% or more of SiO 3 , unlike the ceramic containing SiO 2 in general.
또한, 본 발명에서는 예를들어 부석과 같은 다공질의 화산재 광석을 사용하므로써 유기성 폐수의 생물학적 처리시에 요구되는 산소 및 증식된 미생물이 서식할 수 있는 서식처를 마련해주어 처리 효율을 극대화시켜 준다.In addition, in the present invention, for example, by using a porous volcanic ore such as pumice, it provides a habitat for oxygen and proliferated microorganisms required for biological treatment of organic wastewater to maximize the treatment efficiency.
본 발명에 따른 SiO3 -2의 해양성 규석 및 다공질의 화산재 광석으로 충진시켜 만든 메디아 충진탑(8)을 첨부도면(제 2 도)에 의해 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings (FIG. 2), a median filling tower 8 made of SiO 3 -2 marine silica and porous volcanic ore according to the present invention will be described.
원통형의 몸체(9)의 상부(10) 및 하부(11)는 스테인레스등의 망체로 이루어져 있으며 폭기조(3)의 하부에 세워질 수 있도록 상기 몸체(9)에 세 개의 지지대(12)가 설치되어 있다. 상기 몸체(9) 내부에는 하단에 SiO3 -2구조석을 몸체의만큼 충진시키며 그 위로 화산재 광석을 충진시킨다.The upper portion 10 and the lower portion 11 of the cylindrical body 9 are made of meshes such as stainless steel, and three supports 12 are installed on the body 9 so as to be erected under the aeration tank 3. . Inside the body (9) has a SiO 3 -2 structural stone at the bottom of the body It fills as much as it fills the ash ore.
이상과 같이, 본 발명에 따른 SiO3 -2를 65% 이상 함유하며 1g당 250㎡의 표면적을 갖는 다공성의 해양성 규석 및 부석과 같은 화산재 광석을 충진시킨 상기 탑(8)을 처리시킬 유기성 폐수가 채워져 있는 폭기조 내에 침지시킴으로써 상기 폐수를 처리했을때, 처리되어져 배출되는 처리수는 BOD 10이하, COD 20이하인 상태로서 위생학적으로 우수하며(대장균 균의 배양 실험에서 통상 100개/㎠이하임), 동시에 뛰어난 항균성을 나타낸다. 또한, 산소가 많이 발생되어 혐기성 미생물은 점차 소멸되고 호기성의 유익한 미생물이 증식함으로 각종 미네랄에 의한 살균 작용의 상승으로 처리수는 잘 부패되지 않는 물이 된다.As described above, the organic wastewater to treat the tower 8 filled with volcanic ash ore, such as porous marine silica and pumice, containing 65% or more of SiO 3 -2 according to the present invention and having a surface area of 250 m 2 / g. When the wastewater is treated by immersing it in a filled aeration tank, the treated water discharged is treated in a state of being less than BOD 10 and less than COD 20 in terms of hygiene (typically 100 or less in the culture experiment of E. coli bacteria). At the same time, it exhibits excellent antibacterial properties. In addition, a lot of oxygen is generated, anaerobic microorganisms are gradually extinguished, and aerobic beneficial microorganisms proliferate, so that the treated water becomes a water that does not rot well due to the increase of sterilization action by various minerals.
3) 후처리3) post-treatment
상기 폭기조(3)내에서 생물학적 처리된 처리액의 대부분을 형성하는 상등액을 이송하여 저장조(4)에 일시 저장시킨 후 R.O시스템(역삼투압 농축기)(5)에 투입시킨다.The supernatant liquid that forms most of the biologically treated treatment liquid in the aeration tank 3 is transferred to the storage tank 4 for temporary storage and then put into the R.O system (reverse osmosis concentrator) 5.
이 시스템(5)은 역삼투 공정으로 통과된 처리수는 방류되며, 상기 시스템(5)에서 수집된 농축액을 액체비료로서 사용한다.In this system 5, the treated water passed through the reverse osmosis process is discharged, and the concentrated liquid collected in the system 5 is used as a liquid fertilizer.
상기 농축액을 한구 화학 시험 검사소에 의뢰, 분석한 결과를 표 2에 나타내었다.Table 2 shows the results of requesting the analysis of the concentrate to the Hanku Chemical Testing Laboratory.
[표 2]TABLE 2
상기 표의 결과로부터 알 수 있는 바와같이, 본 발명에 따라 처리되어져 얻어지는 처리수 이외에 농축액은 액체 비료로서도 아주 적합함을 알 수 있다.As can be seen from the results of the above table, it can be seen that the concentrate is very suitable as a liquid fertilizer in addition to the treated water obtained by treatment according to the present invention.
상술한 바와같은 본 발명의 처리법과 종래 기술인 표준 활성 슬러지법을 비교하여 하기의 표 3에 결과를 열거해 놓았다.The results are listed in Table 3 below, comparing the treatment method of the present invention as described above with the standard activated sludge method.
[표 3]TABLE 3
이상과 같이 본 발명의 유기성 폐수 처리 방법에 따르면, 1) 처리 시간이 12-15시간으로 놀라우리 만치 단축되면서도 처리 효율이 높아 대량의 저장조를 필요로 하지 않고도 처리량이 극대화 될 수 있으며, 2) 잉여 오니의 발생량이 극히 적으므로 슬러지를 탈수 과정 및 반출 비용이 절감되고, 3) 설비가 간단하여 기계적 운전이 필요 없으므로 인건비가 절감되며, 4) 또한, 기존의 활성 오니법에서 사용하던 시설 또는 구조의 약간 변경만으로도 실용 가능한 장점등을 갖고 있다.As described above, according to the organic wastewater treatment method of the present invention, 1) the treatment time is surprisingly shortened to 12-15 hours, while the treatment efficiency is high, the throughput can be maximized without requiring a large storage tank, and 2) the surplus Due to the extremely low generation of sludge, the cost of dewatering and taking out the sludge is reduced, and 3) the labor cost is reduced because the facility is simple and no mechanical operation is required. 4) In addition, the facility or structure used in the existing activated sludge process It has advantages that can be put into practical use even with a slight change.
5) 한편, 처리수 뿐만 아니라 오니에서도 악취가 거의 발생하지 않으며 잘 처리된 오니에서는 토양 냄새가 느껴지고 혐기성 상태에 장시간 방치하여도 유기 산류의 발생이나 유화물 등의 발생에 의한 냄새가 거의 없다. 이는 본 발명에 따른 해양성 규석 및 화산재 광석을 사용한 결과로서 미생물에 의한 왕성한 소화력으로 냄새를 100% 제거할 수 있기 때문인 것이다.5) On the other hand, almost no odor is generated from sludge as well as treated water, and well-treated sludge feels soil odor and there is little odor due to the generation of organic acids or emulsions even when left in an anaerobic state for a long time. This is because it is possible to remove odor 100% by vigorous digestive power by microorganisms as a result of using marine silica and volcanic ash ore according to the present invention.
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