WO2011087202A1 - 팜유 추출공정 폐수의 무방류 처리장치 및 그 처리방법 - Google Patents

팜유 추출공정 폐수의 무방류 처리장치 및 그 처리방법 Download PDF

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박상준
양권석
김철호
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제네다인엔지니어링(주)
한국생명공학연구원
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Abstract

본 발명은 팜유 추출공정 폐수의 무방류 처리장치 및 그 처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 삼상분리 디캔터를 통해 전처리된 팜유 추출공정 폐수를 유동상 미생물 담체가 충진된 혐기/호기조, 침지형 분리막, 전기산화 및 역삼투막의 일련의 과정을 거쳐 BOD, COD, SS, T-N, T-P 및 색도를 처리하는 동시에 분리 회수된 오일, 슬러지 및 최종 처리수는 재활용할 수 있는 팜유 추출공정 폐수 무방류 처리장치 및 이를 이용한 팜유 추출공정 폐수 처리방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 팜유 추출공정 폐수 무방류 처리장치는 약품처리 없이 안정적인 폐수 처리가 가능하고, 일반적인 생물학적 방법에 비해 미생물을 고농도로 유지할 수 있어 팜유 추출공정 폐수의 체류시간이 짧으며, 미생물 상태 변화에 따른 침강성의 저하 등의 기존 공정이 가지고 있는 문제점을 보완하여 유지관리가 간단하고 유지관리비용이 저렴할 뿐만 아니라, 분리 회수된 오일, 슬러지 및 최종 처리수를 재사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

팜유 추출공정 폐수의 무방류 처리장치 및 그 처리방법
본 발명은 팜유 추출공정 폐수 무방류 처리장치 및 이를 이용하는 팜유 추출공정 폐수 처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 약품 사용 없이 안정적인 폐수처리가 가능하고, 유지관리가 간단하며, 팜유 추출공정 폐수에서 발생하는 오일, 슬러지 및 최종 처리수를 재활용할 수 있는 팜유 추출공정 폐수 무방류 처리장치 및 이를 이용하는 팜유 추출공정 폐수 처리방법에 관한 것이다.
팜은 야자과(palmae) 식물이며, 대개는 날개모양(pinnate) 또는 손바닥 모양(palmate)의 잎이 관 모양으로 꼭대기에 놓이고 줄기에 가지가 달리지 않은 크기가 큰 식물이다. 대략 1천 종이 알려져 있으며, 이들은 거의 모두 열대 또는 아열대 지역에서 자란다. 가장 잘 알려진 것들 중에는 코코아 팜, 팬 팜, 왁스 팜, 팔미라(palmyra) 및 캐비지 팜 및 팔메토(palmetto) 등 다양한 종류가 있다. 오일 팜, 대추야자 및 코코넛 팜은 동아시아, 중동 아시아 및 아프리카 대륙의 여러 지역들 도처에서 수확되는 생필품으로 더욱 잘 알려져 있다.
모든 팜의 수확은 상당량의 바이오매스(biomass) 및 폐기물을 발생시키는데, 이들은 대부분 만족스러운 방식으로 처리되지는 않았다. 즉, 가장 선호되는 폐기방법은 소각이었는데, 많은 공해를 발생시키는 문제가 있었다.
한편, 다른 폐기 방법들로는 바이오매스 또는 폐기물이 연장된 기간에 걸쳐 부패 또는 분해되는 농작물 주변 영역에 단순히 퇴적시키는 것이 있는데, 일반적으로, 이러한 접근 방법은 상기 바이오매스 및 폐기물이 부패되는 속도보다 빠른 속도로 축적되는 경향이 있기 때문에 만족스럽지 못하였다. 또한, 커넬 껍질(kernel shell) 및 EFB(empty fruit bunch), 팜유 추출공정 폐수(palm oil mill effluent; POME)와 같은 팜유 폐기물들은 미생물에 의해 생분해되기 어렵고 시간도 많이 걸린다.
특히, 팜유 추출공정 폐수(palm oil mill effluent; POME)는 물, 오일, 슬러지 등으로 이루어진 고농도의 현탁성 폐수로, 일반적인 폐수보다 여과 및 탈수 과정이 어렵고, 다른 여과물질과 탈수물질의 진행을 방해하여 기기고장을 유발하거나, 오물이 범람하기도 한다. 더욱이, 팜유의 생산량이 계속 증가함에 따라 팜유 추출공정 폐수의 발생량 또한 매년 증가하고 있어 팜유 추출공정 폐수의 처리 문제가 심각하다.
이에, 대한민국공개특허 제10-2005-0083878호에서는 건조된 식물 분쇄 유출물을 이탄(peat)과 혼합하여 팜 폐기물을 처리하는 방법을 개시하였고, 대한민국공개특허 10-2004-0048758호에서는 코코피트와 당밀(CMS), 숯을 이용하여 유기성 폐기물(음식물 및 축분)을 발효시켜 비료(퇴비)를 만드는 방법을 개시하였으나, 팜유 추출공정 폐수의 처리방법에 대한 언급이 없어 팜 폐기물이 효율적인 처리가 미비하고, 제조된 결과물도 경제적으로 크게 유용하지 못하다.
또한, 대한민국공개특허 제10-2009-0112471호에서는 팜유 추출공정 폐수를 미세 공기방울로 처리한 다음, 여과하여 팜유 추출공정 폐수 슬러지의 탈수 케이크상태로 수득하는 방법을 개시하고 있으나, 이 방법은 공기방울로 팜유 슬러지를 폐수 표면으로 부유시켜 팜유 슬러지를 회수하는 방법으로, 부유된 팜유 슬러지를 회수시에 회수하는 공정이 별도로 구비되어야 하고, 폐수 표면으로 부유되지 않은 팜유 덩어리는 회수가 되지 않아 팜유 추출공정 폐수 처리가 제대로 이루어지지 않는다는 문제점이 있다.
이에, 본 발명자들은 상기 종래기술의 문제점을 해결하고자 예의 노력한 결과, 팜 오일, 슬러지 및 여액을 분리회수하기 위한 삼상분리 디캔터가 구비된 전처리조, 유기물, 영양염류 등을 처리하고 고액분리를 위한 유동상 미생물 담체가 충진된 혐기/호기조 및 침지형 분리막, 색도, 미처리된 유기물을 제거하기 위한 전기산화 및 역삼투막을 순차적으로 포함하는 팜유 추출공정 폐수 무방류 처리장치를 사용할 경우, 고농도의 팜유 추출공정 폐수를 화학약품 사용 없이 안정적으로 처리할 수 있을 뿐만 아니라, 폐수에서 발생하는 오일, 슬러지 및 최종 처리수를 재활용할 수 있다는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
발명의 요약
본 발명의 주된 목적은 화학약품의 추가적인 사용 없이 안정적인 폐수처리가 가능하고, 유지관리가 간단하며, 팜유 추출공정 폐수에서 발생하는 오일, 슬러지 및 최종 처리수를 재활용할 수 있는 팜유 추출공정 폐수 무방류 처리장치 및 이를 이용하는 팜유 추출공정 폐수 처리방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 팜유 추출공정 폐수를 유입하여 팜유 추출공정 폐수의 온도를 조절하는 쿨링조; 상기 쿨링조로부터 유입된 팜유 추출공정 폐수를 삼상분리하여 오일, 슬러지 및 여액으로 분리회수하는 삼상분리 디캔터; 상기 삼상분리 디캔터에서 분리회수된 팜유 추출공정 폐수의 여액에 잔존하는 고형물질 및 영양염류를 제거시키는 유동상 혐기성 미생물 담체가 충진된 혐기조; 상기 혐기조로부터 유입된 팜유 추출공정 폐수의 여액에 잔존하는 고형물질 및 영양염류를 제거시키는 유동상 호기성 미생물 담체가 충진된 호기조; 상기 호기조로부터 유입된 팜유 추출공정 폐수 여액을 고액 분리하여, 상기 호기조에서 미처리된 고형물질을 분리하는 침지형 분리막이 구비된 침지형 분리막조; 상기 침지형 분리막조로부터 분리 회수된 고형물질을 일시 저장하였다가 외부 또는 상기 쿨링조로 반송하는 농축조; 상기 침지형 분리막조로부터 분리회수된 팜유 추출공정 폐수 여액을 전기분해시켜 잔존하는 고형물질, 미생물 및 색도를 제거시키는 전기분해 장치; 상기 전기분해 장치로부터 유입된 팜유 추출공정 폐수 여액의 미처리된 고형물질, 미생물 및 색도를 분리하는 역삼투막이 구비된 역삼투막장치; 및 상기 역삼투막장치로부터 분리회수된 고형물질을 전기분해 장치로 반송하고, 역삼투막장치로부터 분리회수된 여액을 공정수로 공급하는 처리수조를 포함하는, 팜유 추출공정 폐수의 무방류 처리장치를 제공한다.
본 발명은 또한, (a) 팜유 추출공정 폐수를 삼상분리 디캔터를 사용하여 오일, 슬러지 및 여액으로 분리회수하는 단계; (b) 상기 분리회수된 여액에 잔존하는 고형물질 및 영양염류를 혐기/호기성 유동상 미생물 담체를 사용하여 제거한 다음, 여액의 잔존 고형물질을 침지형 분리막을 사용하여 분리회수하는 단계; (c) 상기 분리회수된 여액에 잔존하는 고형물질, 미생물 및 색도를 전기분해 장치 및 역삼투막장치를 이용하여 추가로 제거 및 분리회수하는 단계; 및 (d) 상기 고형물질, 미생물 및 색도가 제거된 팜유 추출공정 폐수 여액을 공정수로 재활용하는 단계를 포함하는, 팜유 추출공정 폐수의 무방류 처리방법을 제공한다.
본 발명의 다른 특징 및 구현예는 다음의 상세한 설명 및 첨부한 특허청구범위로부터 더욱 명백해 질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 팜유 추출공정 폐수 무방류 처리장치를 개략적으로 도시한 공정도이다.
도 2는 본 발명에 따른 팜유 추출공정 폐수 무방류 처리장치의 디캔터이다.
도 3은 본 발명에 따른 팜유 추출공정 폐수 무방류 처리장치의 혐기조이다.
도 4는 본 발명에 따른 팜유 추출공정 폐수 무방류 처리장치의 호기조이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
50: 스크류 컨베이어 51: 블레이드
52: 편심 조절댐 53: 오일 배출구
54: 여액 배출구 60: 슬러지 배출구
70: 케이스 80: 통체
발명의 상세한 설명 및 구체적인 구현예
다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법 및 이하에 기술하는 실험 방법은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
본 발명은 일 관점에서, 팜유 추출공정 폐수를 유입하여 팜유 추출공정 폐수의 온도를 조절하는 쿨링조; 상기 쿨링조로부터 유입된 팜유 추출공정 폐수를 삼상분리하여 오일, 슬러지 및 여액으로 분리회수하는 삼상분리 디캔터; 상기 삼상분리 디캔터에서 분리회수된 팜유 추출공정 폐수의 여액에 잔존하는 고형물질 및 영양염류를 제거시키는 유동상 혐기성 미생물 담체가 충진된 혐기조; 상기 혐기조로부터 유입된 팜유 추출공정 폐수의 여액에 잔존하는 고형물질 및 영양염류를 제거시키는 유동상 호기성 미생물 담체가 충진된 호기조; 상기 호기조로부터 유입된 팜유 추출공정 폐수 여액을 고액 분리하여, 상기 호기조에서 미처리된 고형물질을 분리하는 침지형 분리막이 구비된 침지형 분리막조; 상기 침지형 분리막조로부터 분리 회수된 고형물질을 일시 저장하였다가 외부 또는 상기 쿨링조로 반송하는 농축조; 상기 침지형 분리막조로부터 분리회수된 팜유 추출공정 폐수 여액을 전기분해시켜 잔존하는 고형물질, 미생물 및 색도를 제거시키는 전기분해 장치; 상기 전기분해 장치로부터 유입된 팜유 추출공정 폐수 여액의 미처리된 고형물질, 미생물 및 색도를 분리하는 역삼투막이 구비된 역삼투막장치; 및 상기 역삼투막장치로부터 분리회수된 고형물질을 전기분해 장치로 반송하고, 역삼투막장치로부터 분리회수된 여액을 공정수로 공급하는 처리수조를 포함하는, 팜유 추출공정 폐수의 무방류 처리장치에 관한 것이다.
구체적으로 본 발명의 팜유 추출공정 폐수 무방류 처리장치는 도 1에 나타난 바와 같이, 팜유 추출공정 폐수를 유입하여 팜유 추출공정 폐수의 온도를 조절하는 쿨링조, 상기 쿨링조로부터 유입된 팜유 추출공정 폐수를 삼상분리 디캔터를 이용하여 오일, 슬러지 및 여액을 분리한 다음, 분리회수된 팜유 추출공정 폐수의 여액을 유동상 미생물 담체를 이용하여 고형물질 및 영양염류를 제거시키는 혐기/호기조 및 침지형 분리막이 구비된 침지형 분리막조, 상기 침지형 분리막조에서 분리된 고형물질을 일시 저장하였다가 외부 또는 상기 쿨링조로 회송하는 농축조, 상기 침지형 분리막조에서 분리된 팜유 추출공정 폐수 여액을 전기분해시켜 잔존하는 고형물질, 유해미생물 및 색도를 제거시키는 전기분해 장치, 상기 전기분해 장치에서 처리된 팜유 추출공정 폐수 여액의 미처리된 고형물질, 유해미생물 및 색도를 분리하는 역삼투막이 구비된 역삼투막장치 및 상기 역삼투막장치에서 분리된 고형물질을 전기분해 장치로 반출하고, 역삼투막장치에서 분리된 여액은 공정수로 공급하는 처리수조를 포함한다.
본 발명에 있어서, 고형물질은 폐수에 함유된 부상성 물질, 침전물질, 콜로이드 물질, 용해물질 등의 무기 또는 유기물을 의미한다.
본 발명에 따른 쿨링조는 팜유 추출공정 폐수를 유입하여 팜유 추출공정 폐수의 온도를 조절하여 배출하는 역할을 하는 것으로, 팜 열매를 이용하여 오일을 원유를 분리하는 과정에서 배출되는 팜유 추출공정 폐수는 80℃ ~ 90℃의 고온에서 배출되기 때문에 처리전에 쿨링조에 유입시켜 블로워(blower) 등으로 온도를 식혀 상온의 팜유 추출공정 폐수로 배출시킨다.
이렇게 배출된 팜유 추출공정 폐수는 삼상분리 디캔터 장치로 유입되고, 상기 삼상분리 디캔터 장치에서 팜유 추출공정 폐수의 오일, 슬러지 및 여액을 분리한 다음, 분리 회수된 상기 팜유 추출공정 폐수의 여액은 유동상 혐기성 미생물 담체가 담지된 혐기조로 배출된다.
본 발명에 따른 삼상분리 디캔터(decanter)는 오일이 함유된 팜유 추출공정 폐수에 함유된 비약품 처리된 약한 응집력의 슬러지를 케익화시켜 슬러지의 회수가 용이하고, 고속회전에 의한 작업이 가능하게 되므로 작업능률을 더욱 향상시켜 줄 수 있다.
본 발명에 있어서, 삼상분리 디캔터는 도 2에 나타난 바와 같이, 일측 하부에 슬러지 배출구(60)가 형성되고, 타측 하부에는 여액 배출구(54) 및 오일 배출구(53)가 형성되는 케이스(70) 내부에, 원추형부와 원통형부로 이루어진 통체(80)가 설치되어 메인모터(미도시)와 연결되고, 상기 통체(80)내에는 블레이드(51)가 슬러지의 배출 반대방향인 역방향으로 형성되는 스크류 켄베이어(50)가 설치되어 별도의 모터(미도시)로 연결된다.
이러한, 삼상분리 디캔터는 스크류 컨베이어(50)가 갖는 블레이드(51)를 슬러지의 배출 반대방향인 역방향으로 촘촘히 형성됨으로써 블레이드의 원심력에 의해서 물성 비중 층으로 분리되어, 편심 조절댐(52)에 의해 여액과 오일로 분리되고, 분리된 여액과 오일은 각각 분리액 배출 장치인 오일 배출구(53)와 여액 배출구(54)로 배출된다.
또한, 슬러지는 각각의 배출공을 통하여 오일, 여액의 배출시 발생되는 수압에 의해 슬러지가 슬러지 배출구(60) 쪽으로 이송되게 하되, 본체의 원추형부를 통과할 시에는 스크류 컨베이어(50)에 의해 반대방향으로 이송되는 슬러지의 압밀이 반복적으로 이루어지면서 케익화 되도록 구성함으로써 팜유 추출공정 폐수원액을 슬러지(케익화), 오일 및 여액으로 분리시킬 수 있고, 통체(80)와 스크류 컨베이어의 고속 회전에 의해 연속 작업이 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 삼상분리 디캔터는 유입된 고농도의 팜유 추출공정 폐수를 원심분리하여 오일, 슬러지 및 여액을 분리하여 배출시키고, 삼상분리 디캔터로부터 배출된 슬러지는 천연상태로 가공하여 재활용 가능하다.
본 발명에 따른 혐기조는 유동상 혐기성 미생물 담체가 충진되어 삼상분리 디캔터에서 분리회수된 팜유 추출공정 폐수의 여액 중 고형물질 및 영양염류를 혐기성 상태에서 혐기성 미생물에 의해 유기물을 단계적으로 분해하여 최종적으로 유기물을 메탄, 탄산가스, 물 등으로 변화시켜 슬러지를 안정화시키는 역할을 수행한다.
본 발명에 있어서, 혐기조는 도 3에 나타난 바와 같이 상향류식 유동화조와 하향류식 혐기여상조가 결합된 2상 혐기조로, 상향류 유동화조는 혐기성 유동상 미생물 담체가 50% ~ 80% 충진되고, 상기 담체에 미생물을 부착성장시켜 고농도로 유지하여 혐기성 처리의 단점인 독서울질 유입시 대응성을 높이며 느린 반응속도를 빠르게 진행시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 하향류식 혐기여상조는 수면 아래 혐기성 유동상 미생물 담체가 30%~50% 충진되어 상기 담체가 여과층을 형성하여 전단 상향류식 유동화조에서 처리된 슬러지를 담체필터층을 통과시킴으로써 분리효율을 높여 슬러지가 외부로 유출되지 않도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 혐기성 유동상 미생물 담체가 완전히 유동화되어 처리되어지는 상향류식 유동화조와 수면 아래 혐기성 유동상 미생물 담체가 30% ~ 50% 충진되어 상기 담체가 여과층을 형성하는 하류식 혐기여상조를 결합한 것을 특징으로 할 수 있다(도 3).
본 발명에 있어서, 상기 상향류식 유동화조는 팜유 추출공정 폐수 여액의 흐름이 상 방향으로 형성되어 상향류식 유동화조에서 유입되는 팜유 추출공정 폐수의 여액 중의 고형물질의 비중에 따라 분리될 수 있도록 하는 것이면 어떤 형태든 상관없는 것으로, ABR(anaerobic baffled reactor)타입, UASB(upflow anaerobic sludge blanket)타입, UASB(upflow anaerobic sludge blanket), 혐기여상(anaerobic filter), 유동상(fluidized-bed), 슬러지상(sludge-bed), 슬러지-배드 필터형(sludge-bed filter)타입 등의 혼합형 타입 및 이들의 변형타입으로 구성된 군에서 선택될 수 있다. 또한, 상기 상향류식 유동화조는 팜유 추출공정 폐수 여액의 상향 유속은 처리하고자 하는 조건에 따라 달라질 수 있으나, 1.5~80.0m/day가 적당하다.
본 발명에 있어서, 상기 하류식 혐기여상조는 수조 중간에 설치된 분지관에 의해서 역세시 간헐적으로 유동화하여 담체층의 역세를 효율적으로 높일 수 있다.
본 발명에 따른 호기조는 유동상 호기성 미생물 담체가 충진되어 혐기조에서 분리된 팜유 추출공정 폐수의 여액 중 고형물질 및 영양염류를 제거시키는 역할을 수행하는 것으로, 유동상(fluidized-bed), BAF(biological aerobic filter), MBBR(moving bed bio-reactor) 타입 및 이들의 혼합형인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 호기조는 호기성 상태를 유지하기 위하여 용존산소가 4mg/ℓ이상인 것으로, 바람직하게는 5~8mg/ℓ인 것을 특징으로 할 수 있다. 이는 호기조의 용존산소가 5mg/ℓ미만일 경우에는 처리효율이 떨어지는 문제가 발생하고, 8mg/ℓ를 초과하는 경우에는 생물막 처리공법의 단점인 활성슬러지의 핀 플록 문제가 발생할 수 있다.
또한, 호기조의 호기성을 유지하기 위하여 산기관과 같은 공기를 주입할 수 있는 장치가 구비될 수 있고, 용존산소 검지/조절기 등과 같은 조절장치를 추가로 구비하여 유출수의 용존산소의 농도를 검출하여 적절한 공기 주입율을 조절할 수 있다.
본 발명에 있어서, 호기조에는 각각의 미생물이 부착된 담체가 50%~80% 비율로 충진되는 것으로, 50%미만으로 담체가 충진된 경우, 담체의 유동이 용이한 반면 처리효율이 떨어지고, 80%를 초과하는 경우에는 담체의 유동상태가 불량하여 처리효율이 떨어지는 문제점이 발생한다.
본 발명에 있어서, 도 4에 나타난 바와 같이, 호기조 후단에는 바람직하게는 간헐폭기조를 구비할 수 있다. 상기 간헐폭기조는 무산소시 호기조로부터 유입되는 잔류 질산성 질소의 탈질이 일어나게 되며 호기시 호기조로 유입된 암모니아성 질소 및 유기질소의 질산화가 진행되어 기존 폐수공정보다 방류수에서의 질산염 농도를 크게 줄이는 역할을 하게 된다.
본 발명에 있어서, 혐기조 및 호기조는 미생물을 활성화시키기 위해 혐기조의 온도는 30 ~ 40℃, 호기조의 온도는 25 ~ 35℃를 유지하고, pH를 6.5 ~ 8.5로 유지하는 것을 특징으로 할 수 있다. 이는 온도가 25℃ 미만일 경우에는 고농도 폐수로 인한 미생물 활성이 저하되어 처리효율이 저하되는 문제가 발생하고, 35℃를 넘어서면 미생물 중 원생동물이 사멸하게 되어 그 자체가 BOD 유발물질이 물질이 됨에 따라 방류수가 혼탁해지고 수질이 악화되며, 호기조내 거품이 발생하거나 악취가 발생하는 등의 문제가 발생할 수 있고, pH가 6.5 미만인 경우에는 미생물 중 곰팡이의 증식이 우세하게 되어 벌킹의 문제가 발생하며, pH가 8.5를 초과하는 경우에는 미생물의 사멸의 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 혐기조 및 호기조에서는 각 처리조의 특성에 따라 호기조에서는 유기물 산화 및 질산화 반응과 미생물이 인을 섭취하도록 유도하고, 혐기조에서는 질산성 질소를 질소가스로 변형시켜 대기중으로 방출시키는 탈질 반응과 인의 방출을 유도하여 인과 질소 등과 같은 영양염류와 유기물을 제거할 수 있다.
또한, 혐기조 및 호기조에 충진된 유동성 미생물 담체는 상기 미생물 담체에 형성된 생물막에 고착된 미생물에 의해 유기물 산화와, 슬러지를 먹이로 하는 원생동물, 후생동물 등을 공존시켜 슬러지 발생량을 줄일 수 있으며, 증식 속도가 느린 질산화 미생물을 고정하여 유기물 및 질소 인을 효과적으로 제거할 수 있다.
한편, 유동상 담체를 이용한 팜유 추출공정 폐수의 무방류 처리장치는 활성 슬러지 공정에 비해 반응기 내의 미생물 농도가 높고, 슬러지 발생량이 적으며, 수온이나 pH 및 유기물 부하변동에 대응가능하며, 슬러지 팽화, 부상, 핀플록 등의 문제점이 발생하지 않는 장점이 있다. 뿐만 아니라, 호기성 유동상 담체는 호기성 상태에서 혐기영역과 호기영역이 동시에 존재하여 고정에 폐수내 유기물의 분해율이 높고, 팜유 추출공정 폐수처리과정에서 발생하는 중간생성물을 제거하는 역할을 하는 성장이 느린 미생물도 생존시킬 수 있는 환경을 제공한다.
본 발명에 있어서, 혐기성 미생물은 혐기적 조건하에서 유기물이나 영양염류를 제거할 수 있는 미생물이면 제한 없이 사용 가능하고, 호기성 미생물은 호기적 조건하에서 유기물이나 영양염류를 제거할 수 있는 미생물이면 제한 없이 사용 가능하다.
본 발명에 있어서, 미생물은 혐기적 조건이나, 호기적 조건하에서도 생존이 가능한 미생물을 사용하는 것을 특징으로 할 수 있고, 바람직하게는 로도박터 스페로이데스(Rhodobacter sphaeroides), 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 류코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides), 사카로미세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae), 스트렙토미세스 그리세우스(Streptomyces griseus), 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae), 바실러스(Bacillus sp.) 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 혼합으로 이루어진 미생물을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 미생물은 세포분열에 의하여 증식하며, 편모(flagella)를 가지고 있어 운동성이 있으며, 질소를 고정하려는 생리적 특성이 있다. 또한, 유기 탄소원을 사용해서 호기 조건하에서도 성장이 가능하지만, 혐기조건하에 광원이 존재할 때 더욱 잘 자란다. 이때 이용 가능한 유기탄소원으로는 지방산을 포함하는 유기산류, 알코올류, 탄수화물과 심지어 방향족 화합물까지 이용가능하고, 탄소원은 세포의 구성물질을 이루는 빌딩블록(building block)뿐만 아니라, 호기적 조건에서 수소를 전자공여체로 이용하게 한다. 이러한 특성으로 폐수 처리에 적용하면 유기성 고농도 폐수처리가 가능하고, 폐수를 희석하지 않아도 처리시간이 짧고, 운전이 간편하여 처리장의 운영과 유지관리가 경제적이다.
본 발명에 있어서, 담체는 슬러지 100중량부에 대하여, 활성탄, 세라믹 및 점토류를 1~2:4.5~8.5:4.5~8.5 비율로 포함하는 분체류 10~20중량부를 분쇄하여 미분체를 제조한 다음, 상기 슬러지 100중량부에 폐플라스틱 분말 20~60중량부, 친수성 고분자 5~10중량부, 폐타이어분말 5~10중량부 및 분산제 1~5중량부를 첨가하고, 80℃~120℃에서 성형하여 제조되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 점토류는 점토, 황토, 도석, 백토, 납석, 장석, 고령토 및 백운석 등으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 바람직하게는 황토를 사용할 수 있다. 또한, 상기 세라믹은 가열 팽창시킨 질석, 퍼라이트, 제올라이트, 인공으로 제조한 다공성 유리 및 점토 등으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 제올라이트를 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 점토류는 그 범위가 광범위하고 화학조성은 유사하지만 결정조직이 다른 것으로, 일반 황토, 도석, 백토, 납석, 활석, 고령토, 반토혈암, 장석 및 백운석 등이 여기에 속할 수 있으며 대체로 산화규소(SiO2)와 산화알루미늄(Al2O3)이 주성분이며 그밖에 산화철(Fe2O3), 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 산화나트륨(Na2O), 산화칼륨(K2O) 및 산화티타늄(TiO2) 등이 함유되어 있고, 미량성분으로서 세륨, 게르마늄 및 사마륨 등이 함유되어 있어서 미생물이 필요로 하는 조성을 많이 함유하고 있는 천연광물이다.
본 발명에 있어서, 세라믹으로는 가열 팽창시킨 질석과 퍼라이트, 그리고 규조토와 제올라이트 등이 있다. 이와 같은 세라믹의 기공크기는 아주 다양해서 분포되어 있으므로 각종 미생물이 서식, 생장하기에 좋은 조건을 구비하고 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 분산제는 각각의 혼합물들이 혼합이 잘되도록 분산시키기 위한 것으로, 상기 분산제는 비이온 계면활성제, 폴리글리세린 지방산 에스테르 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, 상기 비이온 계면활성제는 폴리옥시알킬렌 알킬에테르, 폴리옥시알킬렌 알킬페놀, 폴리옥시알킬렌 고급 지방산 에스테르, 폴리옥시알킬렌 다가 알코올 고급 지방산 에스테르, 폴리옥시알킬렌 고급 지방족 아민, 폴리옥시알킬렌 고급 지방산 아미드 및 폴리옥시알킬렌 알킬알칸올아미드로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
본 발명에 있어서, 상기 친수성 고분자는 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌글리콜 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 담체는 팜유 추출공정 폐수를 처리하면서 발생되는 유기성 슬러지를 이용하여 담체를 제조할 수 있어, 친환경적이며, 가격면에서 저렴할 뿐만 아니라, 폐플라스틱의 비중에 따라 비중 조절이 매우 간단하다는 장점이 있다.
본 발명에 따른 침지형 분리막조는 호기조 후단에 설치되고, 그 내부에 침지형 분리막을 침지시켜 막을 통한 고액분리로 팜유 추출공정 폐수의 수질을 높이고, 혐기조 및 호기조에서 유입된 팜유 추출공정 폐수의 탈질화된 질소가스의 탈기가 수행되며, 잔류 암모니아성 질소의 질산화가 이루어져 유기물과 질소, 인 등과 같은 영양염류를 효과적으로 제거시킬 수 있는 것으로, 팜유 추출공정 폐수의 고형물질 및 상징액이 분리되어 여과액은 전기분해 장치로 배출되고, 고형물질은 농축조로 이송된다.
이때, 침지형 분리막조은 침지형 막의 파울링(fouling) 현상을 방지하기 위하여 막을 주기적으로 역세할 수 있는 장치와 파울링 영향을 최소화하기 위해 산기관 또는 블로워를 추가로 구비할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 침지형 분리막조는 운전 압력이 -30mmHg ~ -80mmHg이고, 10분 동안 가동한 다음, 3분 동안 역세로 운전한다.
본 발명에 따른 침지형 분리막은 유동상 미생물 담체를 사용하여 처리된 팜유 추출공정 폐수에서 침전된 슬러지를 분리하여 팜유 추출공정 폐수의 수질을 높이고, 전술된 바와 같이, 유동상 미생물 담체를 사용하여 처리된 팜유 추출공정 폐수의 탈질화된 질소가스의 탈기가 수행되며, 잔류 암모니아성 질소의 질산화가 이루어져 유기물과 질소, 인 등과 같은 영양염류를 효과적으로 제거시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 침지형 분리막은 형상에 따라 평막(plane ＆ frame type), 중공사막(Hollow fiber type), 관상막(tubular type), 나선형막(spiral wound type)로 구분할 수 있고, 고형물질, 현탁물질, 세포, 박테리아 및 상징액을 분리하기 위해 침지형 분리막의 세공은 0.001㎛~0.01㎛인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 농축조는 침지형 분리막조에서 분리된 고형물질을 유입하여 슬러지의 부피를 최소화시켜 일시 저장하였다가 외부로 배출하거나 또는 상기 쿨링조로 반송하여 재처리한다.
본 발명에 있어서, 전기분해 장치는 침치형 분리막에서 분리 회수된 팜유 추출공정 폐수 여액에 전해질을 첨가한 다음, 전기산화시켜 잔존하는 고형물질, 유해 미생물 및 색도를 제거시키는 것으로, 팜유 추출공정 폐수에 전해질을 첨가하여 전기분해하면, 양극(anode)에서 염소(Cl2)가스가, 음극(cathode)에서 수산화나트륨(NaOH)과 수소(H2)가스가 생성되고, 염소가스가 다시 수산화나트륨과 반응하여 수산화 이온, 하이포아염소산 및 산소 등이 생성되는데, 이들 산화성 물질이 난분해성 유기물질, 미생물 등에 작용하여 산화작용을 일으킴으로써 유기물질, 유해 미생물 및 색도가 제거된다.
본 발명에 있어서, 전기분해 장치에서 전기분해 장치내에 직류전원을 공급하는 전극판의 재질은 니켈, 니켈합금, 탄소, 스텐레스강, 흑연, 불용성 전극, 루비듐 산화물 및 티타늄 판 등을 양극과 음극에 직류전원공급 정류기를 이용하여 직류를 공급하는 것을 특징으로 하고, 전해질은 염화나트륨, 가성소다, 질산, 황산 등을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전기분해 장치는 15 ~ 20 V의 전압하에 10 mA ~ 50A 전류를 인가하는 것을 특징으로 할 수 있고, 전해질의 농도가 일정치 않거나, 폐수내 경도유발 물질인 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 망간(Mn), 철(Fe) 등이 제거되지 않아, 전극표면에 스케일이 형성되어 전기분해장치의 효율이 저하될 때, 염산용액 또는 구연산 등의 용액을 이용하여 전극을 산세척하여 효율을 정상화시킬 수 있다.
본 발명에 따른 역삼투막장치는 전기분해 장치에서 미처리된 고형물질, 유해 미생물 및 색도를 분리하는 역삼투막이 구비된 것으로, 상기 역삼투막은 폴리아미드 역삼투 복합막 또는 셀룰로즈 아세테이트 역삼투막일 수 있고, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 바람직한 역삼투막은 회수율이 30 ~ 90% 범위이고, 3~30 bar의 운전 압력을 나타내는 것이다. 또한 2000 ppm NaCl에 대하여 15 bar 운전압력에서 15% 회수 조건하에서 측정시, NaCl 제거율이 98% 이상이 되어야 한다.
본 발명에 따른 역삼투막장치는 막의 파울링(fouling) 현상을 방지하기 위하여 막을 역세할 수 있는 장치, 막을 세척하는 장치 및 파울링 영향을 최소화하기 위해 산기관 또는 블로워를 추가로 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 처리수조는 역삼투막장치에서 분리된 고형물질을 전기분해 장치로 회송하고, 역삼투막장치에서 분리된 최종 처리수는 팜오일 추출공정의 공정수로 공급한다.
본 발명에 따른 팜유 추출공정 폐수 무방류 처리장치는 분리기술, 생물학적 처리기술, 전기산화 기술 및 막분리 기술을 바람직하게 순차적으로 연결하여 기존 활성 슬러지 공정 또는 기존 분리막 생물반응기(membrane bio reactor) 공정보다 안정적인 폐수처리가 가능하고 유지관리가 간단하며, 유지관리비용이 저렴할 뿐만 아니라, 오일, 슬러지 및 최종 방류수를 재활용할 수 있다.
본 발명은 다른 관점에서, (a) 팜유 추출공정 폐수를 삼상분리 디캔터를 사용하여 오일, 슬러지 및 여액으로 분리 회수하는 단계; (b) 상기 분리회수된 여액에 잔존하는 고형물질 및 영양염류를 혐기/호기성 유동상 미생물 담체를 사용하여 제거한 다음, 여액의 잔존 고형물질을 침지형 분리막을 사용하여 분리회수하는 단계; (c) 상기 분리 회수된 여액에 잔존하는 고형물질, 미생물 및 색도를 전기분해 장치 및 역삼투막을 이용하여 추가로 제거 및 분리 회수하는 단계; 및 (d) 상기 고형물질, 미생물 및 색도가 제거된 팜유 추출공정 폐수 여액을 공정수로 재활용하는 단계를 포함하는, 팜유 추출공정 폐수의 무방류 처리방법에 관한 것이다.
본 발명의 팜유 추출공정 폐수 무방류 처리방법은 삼상분리 디캔터를 이용하여 오일, 슬러지 및 여액을 분리 회수한 다음, 분리회수된 팜유 추출공정 폐수의 여액을 혐기/호기성 미생물이 함유하는 유동상 담체 및 침지형 분리막을 이용하여 고형물질 및 영양염류를 제거하고, 미처리된 고형물질, 미생물 및 색도는 전기분해 장치와 역삼투막을 이용하여 제거시킴으로써, SS, BOD, COD, T-N, T-P 및 색도를 처리하는 동시에 분리 회수된 오일, 슬러지 및 최종 처리수는 재활용할 수 있다.
본 발명에 따른 팜유 추출공정 폐수 무방류 처리방법은 최종 처리수의 수질은 BOD 2mg/L 이하, COD 5mg/L 이하, SS 1mg/L이하, T-P 0.5mg/L이하, T-N 3mg/L이하 및 오일 함유량이 1mg/L이하로 처리하여 팜유 추출공정의 공정수로 재활용할 수 있다.
본 발명에 따른 팜유 추출공정 폐수 무방류 처리장치를 이용하여 팜유 추출공정 폐수를 처리하는 방법은 화학적 처리 없이 팜유 추출공정 폐수의 SS, BOD, COD, T-N,T-P 및 색도의 처리가 가능하고, 팜유 추출공정 폐수에서 발생하는 오일, 슬러지 및 최종 처리수를 재활용할 수 있어 친환경적이며, 일반적인 생물학적 방법에 비해 미생물을 고농도로 유지할 수 있어 폐수의 체류시간이 짧고, 장치의 유지관리가 간단하고 유지관리 비용이 저렴한 효과가 있다.
실시예
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1: 팜유 추출공정 폐수 무방류 처리장치의 운전조건
1-1: 팜유 추출공정 폐수 무방류 처리장치의 운전조건
하기 표 1과 같은 처리대상 팜유 추출공정 폐수(POME)는 Tonglen Palm Oil Mill 1 plant(Sabah, Malaysia)의 팜유 추출공정 폐수를 이용하였고, 처리용량은 5L/일로서 장치 유입유량은 Q(0.2L/hr)로 유입시키고, 장치 내로 유입된 처리대상은 삼상분리 디캔터, 혐기조, 호기조, 침지형 분리막조를 거쳐 전기분해 장치, 역삼투막장치 순으로 실험을 수행하였다.
각 조의 규격과 체류시간은 하기 표 2에 나타내었다.
표 1
항목 처리대상 팜유 추출공정 폐수의 특성
온도 80~90
pH 4.2~4.7
BOD 25,000㎎/L
COD 50,000㎎/L
Total solids 40,500㎎/L
SS 18,000㎎/L
Oil ＆ grease 4,000㎎/L
T-N 750㎎/L
T-P 35㎎/L
표 2
구분 혐기조 호기조 침지형 분리막조 전기분해 장치 역삼추막장치
체류시간(day) 2 4 1 1 1
용량(L) 10L 20L 5L 5L 5L
1-2: 팜유 추출공정 폐수 무방류 처리장치
1-2-1: 삼상분리 디캔터
전처리로 삼상분리 디캔터를 이용하여 팜유 추출공정 폐수의 오일, 슬러지 및 여액을 분리하였다. 삼상분리 디캔터의 처리용량은 1m3/hr로 3,000rpm로 운전하였다.
1-2-2: 혐기조
실시예 1-2-1의 삼상분리 디캔터에서 분리회수된 여액을 로도박터 스페로이데스(Rhodobacter sphaeroides)(엠제이바이오, 한국)가 부착된 유동상 담체가 70%로 충진된 상향식 유동화조와 30%로 충진된 하향류식 혐기여상조를 이용하고, 조의 중간 정도 높이에 산기관을 설치하여 일정시간 6시간마다 10분 동안 담체층을 역세하여 처리하였다.
상기 담체는 슬러지 100중량부에 대하여, 활성탄, 제올라이트 및 황토를 1:4.5:4.5 비율로 포함하는 분체류 15중량부를 분쇄하여 평균 입도크기가 100mesh의 미분체를 제조한 다음, 슬러지 100중량부에 폐플라스틱 분말 30중량부, 폴리비닐알코올 7중량부, 폐타이어분말 7중량부 및 폴리옥시에틸렌알킬에테르 3중량부를 첨가하고, 20분 동안 혼련하였다. 상기 혼련된 혼합물은 90℃로 성형한 다음, 상기 성형된 혼합물을 20℃의 물로 냉각시킨 후에 절단하였다.
1-2-3: 호기조
호기조는 실시예 1-2-2에서 제조된 담체를 충진시킨 유동상 생물막 반응기(moving bed bioreactor,MBBR) 타입의 호기조를 이용하였으며, 호기조의 반응조는 크게 4개로 분획시켜 첫 호기반응조에는 담체가 전체용량의 50%, 그 다음은 30%, 20% 순이며, 나머지 한조는 간헐폭기조로 담체가 전체용량의 20%로 충진하여 실시예 1-2-2의 혐기조에서 처리된 여액을 유입하여 처리하였다.
1-2-4: 침지형 분리막조
실시예 1-2-3의 호기조에서 처리된 여액을 침지형 중공사막(공극 크기가 0.01㎛, 분획분자량 300,000인 PAN 중공사막)을 이용하여 여과하고, 여과되고 남은 슬러지 및 고형물질은 삼상분리 디캔터로 반송하였다.
운전조건은 10분 동안 가동한 다음, 1분 동안 역세하였으며, 이때, 막간차압이 평균 -3kg/cm2으로 유지하여 여과하였으며, 역세수는 여과수를 이용하여 역세하였다.
1-2-5: 전기분해 장치
실시예 1-2-4의 침지형 분리막조에서 분리된 여액을 전기분해 장치(HyGen-500, 한국)를 이용하여 여과하고, 여과되고 남은 슬러지 및 고형물질은 삼상분리 디캔터로 반송하였다. 전극은 티타늄전극에 루테늄, 이리듐을 일정비율 혼합하여 코팅한 전극을 사용하였고, 양극 및 음극 전극의 면적은 각각 0.65m2 이며, 15V의 전압하에서 20mA 전류를 인가하였다. 이때 사용한 전해질은 염화나트륨이다.
1-2-6: 역삼투막장치
실시예 1-2-5의 전기분해 장치에서 처리된 여액을 역삼투막(공극 크기가 0.05㎛인 PA(Polyamide) 역삼투막, 웅진케미칼, 한국)을 이용하여 여과하고, 여과되고 남은 슬러지 및 고형물질은 전기분해 장치로 반송하여 순환처리하였다.
실시예 2: 팜유 추출공정 폐수 무방류 처리장치의 처리효율
실시예 1의 팜유 추출공정 폐수 무방류 처리장치를 사용하여 팜유 추출공정 폐수를 처리한 결과, 최종 처리수의 BOD(생물학적 산소요구량)는 2mg/L로 BOD의 처리효율은 99.9%이고, 최종 처리수의 COD(화학적 산소요구량)Cr 농도는 5mg/L로 COD의 처리효율은 99.9%인 것으로 나타났으며, 최종 처리수의 SS(Suspended Solid) 농도는 평균 1mg/L로 SS제거효율은 99.9%로 나타났다.
본 발명의 팜유 추출공정 폐수 무방류 처리장치를 이용한 팜유 추출공정 폐수의 처리효율을 표 3에 나타내었다.
표 3
항목 최종 처리수 말레이시아 법적규제 인도네시아 법적규제
온도 25℃ 45℃ ―
pH 7.0 5.0~9.0 6.0~9.0
BOD 2㎎/L 100㎎/L 250㎎/L
COD 5㎎/L ― 500㎎/L
SS(Suspended Solid) 1㎎/L 400㎎/L 300㎎/L
Oil ＆ grease 1㎎/L 50㎎/L ―
T-P(Total Phosphorus) 0.5㎎/L 200㎎/L ―
T-N(total nitrogen) 3㎎/L ― ―
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 팜유 추출공정 폐수 무방류 처리장치는 약품처리 없이 안정적인 폐수 처리가 가능하고, 일반적인 생물학적 방법에 비해 미생물을 고농도로 유지할 수 있어 팜유 추출공정 폐수의 체류시간이 짧으며, 미생물 상태 변화에 따른 침강성의 저하 등의 기존 공정이 가지고 있는 문제점을 보완하여 유지관리가 간단하고 유지관리비용이 저렴할 뿐만 아니라, 분리회수된 오일, 슬러지 및 최종 처리수를 재사용할 수 있는 효과가 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (17)

  1. 다음을 포함하는, 팜유 추출공정 폐수의 무방류 처리장치:
    팜유 추출공정 폐수의 온도를 조절하는 쿨링조;
    상기 쿨링조로부터 유입된 팜유 추출공정 폐수를 오일, 슬러지 및 여액으로 분리회수하는 삼상분리 디캔터;
    상기 삼상분리 디캔터에서 분리회수된 팜유 추출공정 폐수의 여액에 잔존하는 고형물질 및 영양염류 제거를 위한 유동상 혐기성 미생물 담체가 충진된 혐기조;
    상기 혐기조로부터 유입된 팜유 추출공정 폐수의 여액에 잔존하는 고형물질 및 영양염류 제거를 위한 유동상 호기성 미생물 담체가 충진된 호기조;
    상기 호기조에서 미처리된 고형물질을 분리하기 위한 침지형 분리막이 구비된 침지형 분리막조;
    상기 침지형 분리막조로부터 분리 회수된 고형물질을 일시 저장하였다가 외부 또는 상기 쿨링조로 반송하는 농축조;
    상기 침지형 분리막조로부터 분리회수된 팜유 추출공정 폐수 여액에 잔존하는 고형물질, 미생물 및 색도 제거를 위한 전기분해 장치;
    상기 전기분해 장치로부터 유입된 팜유 추출공정 폐수 여액의 미처리된 고형물질, 미생물 및 색도를 분리하는 역삼투막이 구비된 역삼투막장치; 및
    상기 역삼투막장치로부터 분리회수된 고형물질을 상기 전기분해 장치로 반송하고, 상기 역삼투막장치로부터 분리회수된 여액을 공정수로 공급하는 처리수조.
  2. 제1항에 있어서, 상기 담체는 슬러지 100중량부에 대하여, 활성탄, 세라믹 및 점토류를 1~2:4.5~8.5:4.5~8.5 비율로 포함하는 분체류 10~20중량부, 폐플라스틱 분말 20~60중량부, 친수성 고분자 5~10중량부, 폐타이어분말 5~10중량부 및 분산제 1~5중량부를 함유하는 것을 특징으로 하는 팜유 추출공정 폐수의 무방류 처리장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 분산제는 비이온 계면활성제, 폴리글리세린 지방산 에스테르류 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 팜유 추출공정 폐수의 무방류 처리장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 친수성 고분자는 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌글리콜 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 팜유 추출공정 폐수의 무방류 처리장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 삼상분리 디캔터는 일측 하부에 슬러지 배출구가 형성되고, 타측 하부에는 여액 배출구 및 오일 배출구가 형성되는 케이스 내부에 원추형부와 원통형부로 이루어져 메인모터에 의해 회전하는 통체가 설치되며, 상기 통체내에는 블레이드가 슬러지의 배출 반대방향인 역방향으로 형성되는 스크류 켄베이어가 설치되어 별도의 모터에 의해 회전하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 팜유 추출공정 폐수의 무방류 처리장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 전기분해 장치는 15 ~ 20 V의 전압하에 10 mA ~ 50 A 전류를 인가하는 것을 특징으로 하는 팜유 추출공정 폐수의 무방류 처리장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 역삼투막은 폴리아미드 역삼투 복합막 또는 셀룰로즈 아세테이트 역삼투막인 것을 특징으로 하는 팜유 추출공정 폐수의 무방류 처리장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 혐기조는 상향류식 유동화조 및 하향류식 혐기여상조를 결합한 2상 혐기조인 것을 특징으로 하는 팜유 추출공정 폐수 무방류 처리장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 상향류식 유동화조는 ABR(anaerobic baffled reactor)타입, UASB(upflow anaerobic sludge blanket)타입, 혐기여상(anaerobic filter)타입, 유동상(fluidized-bed)타입, 슬러지상(sludge-bed)타입, 슬러지-베드 필터형(sludge-bed filter)타입 및 이들의 혼합형 타입으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 팜유 추출공정 폐수 무방류 처리장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 호기조는 BAF(biological aerobic filter)타입, 유동상(fluidized-bed)타입, MBBR(moving bed bio-reactor) 타입 및 이들의 혼합형 타입으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 팜유 추출공정 폐수 무방류 처리장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 유동상 담체는 혐기조 및 호기조에 50%~80% 비율로 충진되는 것을 특징으로 하는 팜유 추출공정 폐수 무방류 처리장치.
  12. 다음 단계를 포함하는, 팜유 추출공정 폐수의 무방류 처리방법:
    (a) 팜유 추출공정 폐수를 삼상분리 디캔터를 사용하여 오일, 슬러지 및 여액으로 분리회수하는 단계;
    (b) 상기 분리회수된 여액에 잔존하는 고형물질 및 영양염류를 혐기/호기성 유동상 미생물 담체를 사용하여 제거한 다음, 여액의 잔존 고형물질을 침지형 분리막을 사용하여 분리회수하는 단계;
    (c) 상기 분리회수된 여액에 잔존하는 고형물질, 미생물 및 색도를 전기분해 장치 및 역삼투막을 이용하여 추가로 제거 및 분리회수하는 단계; 및
    (d) 상기 고형물질, 미생물 및 색도가 제거된 팜유 추출공정 폐수 여액을 공정수로 재활용하는 단계.
  13. 제12항에 있어서, 상기 공정수는 BOD가 2ppm 이하, COD가 5ppm 이하, SS가 1ppm 이하, T-P가 0.5ppm 이하, T-N가 3ppm 이하 및 오일 함유량이 1ppm 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 슬러지 100중량부에 대하여, 활성탄, 세라믹 및 점토류를 1~2:4.5~8.5:4.5~8.5 비율로 포함하는 분체류 10~20중량부, 폐플라스틱 분말 20~60중량부, 친수성 고분자 5~10중량부, 폐타이어분말 5~10중량부 및 분산제 1~5중량부를 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 분산제는 비이온 계면활성제, 폴리글리세린 지방산 에스테르류 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 친수성 고분자는 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌글리콜 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제12항에 있어서, 상기 삼상분리 디캔터는 일측 하부에 슬러지 배출구가 형성되고, 타측 하부에는 여액 배출구 및 오일 배출구가 형성되는 케이스 내부에 원추형부와 원통형부로 이루어져 메인모터에 의해 회전하는 통체가 설치되며, 상기 통체내에는 블레이드가 슬러지의 배출 반대방향인 역방향으로 형성되는 스크류 켄베이어가 설치되어 별도의 모터에 의해 회전하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
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