KR910004127B1

KR910004127B1 - 고농도의 유기폐수의 처리방법

Info

Publication number: KR910004127B1
Application number: KR1019880005471A
Authority: KR
Inventors: 게이스께 구마자와; 분지 구로사끼
Original assignee: 게이스께 구마자와; 분지 구로사끼
Priority date: 1987-05-30
Filing date: 1988-05-11
Publication date: 1991-06-22
Also published as: KR880013826A; JPS63302998A

Abstract

내용 없음.

Description

고농도의 유기폐수의 처리방법

도면의 본 발명의 실시예를 표시한 플로우 시이트이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 저류조 6 : 응집혼화조

8 : 여과조 11 : 유기물분리조

14 : 레독스조 17 : 균체조

20 : 분리조 25 : 탈질조

27 : 폭기조 30 : 침전조

본 발명은 고농도의 질소분 및 BOD원을 함유하는 유기폐수의 처리방법에 관한 것이다.

종래부터 질소분과 BOD원이 높은 유기폐수, 예를들면 BOD원이 12,000 내지 15,000mg/ℓ, 질소분이 5,000mg/ℓ의 생뇨의 처리방법으로서는 주로 혐기성소화범과 저희석 2단처리폭기법이 알려져 있으며, 전자는 혐기성상태에서 혐기성균으로 처리하는 방법이며, 후자는 희석수로 희석하여 폭기하면서 호기성균으로 처리하는 방법이다.

그러나 혐기성처리법에서는 약 40일의 장기간을 요하는외에, 혐기성처리를 시행한 것만으로는 아직 충분히 질소분 및 BOD원을 제거할 수 없으므로, 후에 또한 19배의 희석수를 가하여 호기성처리를 하지 않으면 안되나, 이 경우에 희석수를 다량으로 요하는 결점이 있었다. 이 원인은 혐기성처리에 의해서 주로 BOD원이 감소하여, 질소분은 거의 변화하지 않기 때문에, 질소분이 BOD원에 비하여 1.5 내지 2.5배로 되어, 후의 처리를 곤란하게 하기 때문이다. 이와 같이 질소분이 BOD원보다도 많은 경우에는 BOD원을 200mg/ℓ 이하로 내려서 폭기하지 않으면 처리가 대단히 곤란하게 되므로, 약 20배의 희석수가 필요하게 된다.

또, 저희석 2단처리법에서는, 폭기처리에 앞서서 희석수로 희석하지 않으면 안되나 희석수가 폐수의 약 10배를 요하기 때문에 원가가 비싸게 되는외에 설비비가 값비싸게 되는 결점이 있었다.

본 발명은 이러한 현상을 감안하여 고농도의 질소분 및 BOD원을 함유하는 유기폐수에 응집제를 첨가혼합하여 응집물을 여과분리시켜, 이 여액에 알칼리를 첨가하여 pH를 7내지 8.5에 조정함으로써 응짐물을 분리한후, 분리액에 레독스조에서 통성혐기성 균의 존재하에 공기를 불어넣어 발생된 암모니아를 제거하여, 약간의 공기의 존재하에서 통성혐기성균으로 처리함으로써 BOD원과 질소분을 제거하고, 이어서 혐기성상태하에서 혐기성균으로 탈질소 처리하여, 또한 호기성상태하에서 활성오니처리하는 것을 그의 특징으로 하는 고농도의 유기폐수의 처리방법이다.

본 발명에서는 고농도질소분 및 BOD원을 함유하는 유기폐수는 먼저 BOD원과 질소분을 함유한 SS를 저농도에까지 제거하고, 이어서 분리액을 pH 7 내지 8.5에 조정하고 또한 석출한 질소분등을 함유하는 SS를 제거하고, 이어서 레독스조에서 질소분을 산화, 환원하여 아질산, 질산과 암모니아로 만들고, 그의 암모니아를 제거하여, 또한 통성혐기성균으로 BOD원과 질소분을 감소시키고, 이어서 질산성분을 탈질소처리함으로써 질소분을 현저하게 제거하는 동시에, BOD원도 무희석으로 그리고 알칼리를 가하여 중화함이 없이 다음의 활성오니처리가 가능케 되는 정도로 할 수가 있다. 이와 같이하여 BOD원에 비하여 질소분이 많은 폐수의 질소분을 미리 제거하여 질소분의 비율을 작게하는 것은 후의 활성오니법에 의한 절수형의 후처리를 용이하게 한다. 이와 같이하여 질소분 및 BOD가 저하된 폐수는 거의 희석수를 요함이 없이 활성오니법에 의해 호기성균으로 처리되어 BOD를 더 저하시킬 수 있다. 상기한 바와 같이 하여서, 고농도의 질소분, BOD원을 값싸게 처리하는 것이 가능하게 된다.

[실시예]

이하 본 발명을 도시한 실시예에 따라서 상세하게 설명하기로 한다.

도면에 있어서 1은 처리할 고농도 유기폐수를 저류조(2)에 도입하는 관으로서, 여기서 도입되는 고농도 유기폐수는 소주폐수, 생시뇨, 소화오니, 석탄건류폐액, 석탄가스액화폐액, 석탄가스액화폐액, 청주찌꺼기, 우이스키효모증류찌꺼기, 알코올공업의 증류찌꺼기, 양돈폐액등의 비교적 BOD가 높고 질소분이 높은 것이다. 예를 들면 BOD가 5,000 내지 50,000mg/l, 질소분(TN)이 3,000 내지 30,000mg/l를 함유하는 것이나, 이것에 한하지 않는다. 유기폐수는 저류조(2)에 저류되는데 앞서서 도시는 하지 않았으나, 입자가 큰 고형물을 포함한 경우에는 여과격자 등으로서 포집되어 제거되어, 입자가 큰 토사등은 수입조등의 바닥에 침적되어 제거된다. 저류조(2)에서는, 유기물분리조(11), 분리조(20), 폭기조(27)에서의 균체가 첨가되고, 바닥벽에 배장된 산기관(3)으로부터의 소량의 공기(예를들면 10 내지 20 Nm³(cm³.조.일)이 바람직하다)가 공급되어, 통성혐기성균 및 소량의 혐기성균이 번식한다. 이에 따라 SS의 액화와 성분의 구조식의 변화, 예를들면 산의 생성, 가스의 발생, 저분자화합물에로의 생물분해하는 것등이 생긴다. 저류조(2)의 폐수는 송액펌프(4), 관(5)을 거쳐서 응집혼화조(6)내에 도입이 된다. 응집혼화조(6)에서는 응집제가 첨가되나, 응집제로서는 고분자응집제의 단독사용 또는 이것과 무기응집제와의 병용이 바람직하다.

고분자응집제로서는 양이온계고분자, 예를들면 폴리티오요소, 폴리아크릴아미드, 아닐린수지염산염등이 사용되나, 음이온계 고분자응집제도 사용할 수가 있다.

또, 무기응집제로서는 황산제 1철, 폴리황산철[Fe₂(OH)_n(SO₄)_3-n/2]_m등의 황산철이 바람직하다.

고분자응집제와 무기응집제와 병용의 경우에는 예를들면 조를 2개로 구분하여, 앞의 부분에서 무기응집제를 먼저 첨가하고, 다음에 뒤의 부분에서 고분자응집제를 첨가하는 것이 바람직하다. 이들의 응집제와 동시에 병용하여 응집조제를 사용하여도 좋고, 응집조제로서는 다공성 무기조제, 폴리염화알루미늄을 들 수 있다. 다공성무기조제로서는 CaO 50 내지 56%, SiO₂20 내지 30%, Al₂O₃7 내지 10%, SO₃4 내지 10%를 주성분으로 하는 무기물질이며, 또한 MgO 1 내지 5%, Fe₂O₃1 내지 5%를 함유할 수가 있다. 또한 응집조제는 고분자응집제와의 병용, 무기응집제와의 병용, 또는 양응집제와의 병용으로 할 수가 있다. 응집제의 첨가량은 고분자응집제는 고형물에 대하여 0.1 내지 0.4%정도, 폴리황산철등의 황산철은 일반적으로 순수성분으로서 고형물에 대하여 1 내지 4.0%, 이들과 병용하는 다공성 무기조제등의 응집조제는 고형물에 대하여 약 5 내지 10%가 바람직하다.

이 응집혼화조(6)는 교반장치를 갖추고 있으며, 조내에 있어서의 폐수와 응집제와의 혼화가 충분하게 행하여져서 응집물의 직경이 3 내지 8mm정도로 생장한다.

이와 같이하여 응집물이 생장된 폐수는 관(7)을 거쳐서 여과기(8)에 도입이 된다. 여과기(8)로서는 가압식 벨트프레스형 탈수기나 스크류프레스등이 사용이 된다.

상술한 바와 같이, 응집조제를 사용하는 경우에는 폐수중에 콜로이드성 유기물이 어느 정도 많아도 응집이 행하여져서 무세정의 그대로 양호한 폐수를 지속할 수가 있어 여재의 막힘이 없다. 50 내지 75%의 함수율의 케이스(9)를 얻는다.

여과기(8)로부터의 여과액은 여액관(10)을 거쳐서 유기물분리조(11)에 도입이 된다. 이 유기물분리조(11)의 입구에서는 수산화칼슘등의 알칼리를 첨가하여 pH 7 내지 8.5에 조정하면서 교반기로 잘 혼화하여 용액중의 유기물이 응집, 석출하여 침강분리된다. 여기서 알칼리의첨가를 유기물분리조(11)의 입구에서 행하였으나, 응집혼화조를 따로 배장하여 거기서 알칼리와 혼화하여, 이 혼화액을 유기물분리조(11)에 도입하여 응집물을 침강시켜도 좋다. 침강물은 관(12)을 거쳐서 저류조(2)에 도입되는 한편, 상등액은 관(13)을 거쳐서 레독스조(14)에 도입이 된다. 레독스조(14)에서는 하단에 배장된 산기관(15)에 의해 약간의 공기가 불어넣은 동시에, 통성혐기성균이 도입되어서 폐수중의 유기물(질소함유 유기물을 포함)등의 BOD원과 동시에 질소분이 분해가 된다. 또, 폐수중의 질소분은 한쪽에서는 산화되어서 아질산성질소와 소량의 질산성질소로 되고, 다른쪽에서는 환원되어서 암모니아성질소로 된다(산화환원반응, 레독스반응). 공기의 불어넣은 양은 1m³의 폭기조당 10 내지 35m³공기/일이 바람직하다.

이와 같이 발생한 암모니아는 폐수에서 분리되는 한편, 아질산성질소는 40 내지 250mg/ℓ, 질산성질소는 10 내지 50mg/ℓ 정도로 된다.이 조(14)에서는 BOD원이 40 내지 70%, 질소분이 40 내지 80% 제거된다. 이와 같이하여 레독스조(14)에서 처리된 폐수는 관(16)을 거쳐서 균체조(17)에 도입된다. 균체조(17)에서는 바닥부로부터의 산기관(18)에서 폭기하여 균체의 작용에 의하여 다량의 BOD의 분해가 행하여진다. 균체조(17)에서는 탄수화물, 단백질등외에, 통성혐기성균이 요구하는 산소량보다도 낮은 양을 불어 넣으므로서 통성혐기성균은 산소를 얻기 위해 폐수중의 산소 함유물도 분해함으로써 질산이온, 아질산이온, 황산이온, 아황산이온등외에 종래부터 처리가 곤란하였던 유지, 색소성분, 페놀등도 순차로 저분자 화합물에 이르기까지 분해할 수 있다. 페놀등의 생물독으로서 저해물질이 폐수로부터 제거된후는, 활성오니처리가 용이하게 된다. 균체조내에서 활동하는 보통성질의 혐기성균으로서는 클로스트리디움속, 아세토박터속, 미크로코카스 속, 스트렙토코카스, 스타필로코카스속, 캔디다속등의 각종의 균을 사용할 수가 있으나, 이외의 균도 사용하는 것이 가능하다. 이와 같이하여 균체조에서는 고농도의 BOD원이 거의 희석되는 것으로 40 내지 80% 제거된다.

다음에 균체조에서 처리된 처리수는 관(19)을 거쳐서 분리조(20)에 도입되어 대부분의 균체는 분리되고 펌프(21), 관(22), 및 (23)을 거쳐서 레독스조(14), 균체조(17)에 복귀되어 재이용이 된다. 분리조(20)에서 분리된 처리수는 관(24)을 거쳐서 탈질조(25)에 도입이 된다. 탈질조(25)에서는 혐기성상태하에서 혐기성균으로 처리되어, 질산성질소가 환원되어서 제거된다. 또한 탈질조(25)에는 폭기조(27)의 출구측에 설치한 펌프(35)에 의해서 원액량의 5 또는 6배량의 반송오니가 관(36)을 거쳐서 되돌려져서 잘 교반이 된다. 다음에 관(26)을 거쳐서 폭기조(27)에 도입이 된다. 이미 BOD원은 지금까지의 각 처리에 의해 저하되어 있으며, 질소원은 또한 BOD원의 약 0.3 내지 0.6배로 내려져 있으므로 거의 희석수를 사용하지 않아도 좋으나, 염류의 저해요소가 존재하는 경우등에도 첨가한다. 폭기조(27)에서는 바닥벽에 배장된 산기관(28)에서 공기를 불어넣어서 호기성 미생물군(MLSS)에 의해 접촉폭기처리를 행한다.

폭기조(27)에서 처리된 물은 관(29)을 거쳐서 침전조(30)에 도입되어서 그의 상등액은 양호한 수질로 된다. 침전오니는 펌프(31), 관(32)을 거쳐서 폭기조(27)에 되돌려져서 잉여오니는 관(33)에서 관(34)을 거쳐서 저류조(2)에 반송이 된다.

[구체예]

BOD 14,000mg/ℓ, SS 24,000mg/ℓ, TN 5,200mg/ℓ, pH 8의 시뇨에 응집제를 첨가 혼화하였다. 응집제로서는, SS의 중량에 대하여 폴리황산철(35%농도) 4.7%, 응집조제(다공성 무기조제 80% 농도) 7%, 고분자응집제 0.8%를 사용하였다. 다음에, 폐수를 벨트필터로 여과한바, 케이크 여과속도는 100 내지 110 kgSS/m.h의 비율로 재빠른 여과(케이크수분 75%이하)를 행하였다. 또한, 벨트형 프레스기를 또한 사용한 경우에는 케이크 수분이 50 내지 55%의 것을 얻었다. 분리액은 BOD가 8,500mg/ℓ, SS이 250mg/ℓ, TN이 5,000mg/ℓ, pH이 7이었다. 다음에 유기물분리조(11)의 입구에서 석회액을 1.5 내지 2.3kg/m³(여과액 또는 분리액 1m3당 가하여지는 Ca(OH)₂의 양을 1.5 내지 2.3kg로 하는 의미이다)정도 가하여 응집물을 침강시켜서, 상등액을 레독스조(14)에서 처리한바, 18시간 후에 BOD가 3,500mg/ℓ, SS이 250mg/ℓ, TN이 850 내지 1100mg/ℓ, pH이 8.1로 되어서, 특히 질소분이 약 80%까지 제거되었다. 이와 같이 질소분이 1,000mg/ℓ 정도에 내려지면 후의 처리가 용이하게 된다. 다음에 균체조(17)중에서 통성혐기성균으로 처리하여, 탈질소처리함으로서 BOD가 1.500mg/ℓ, SS이 350mg/ℓ, TN이 380mg/ℓ, pH이 8.8로 되었다. 희석수를 사용함이 없이, 폭기조(27)에서 처리하여, 침전물을 제거하면, BOD가 10 내지 30mg/ℓ, SS이 15 내지 30mg/ℓ, TN이 20 내지 40mg/ℓ로 되고, 또한 반복하여 폭기처리, 침전처리를 행하면, BOD가 10 내지 20mg/ℓ, SS이 10 내지 25mg/ℓ, TN이 17 내지 30mg/ℓ이며, 2단째의 폭기처리에서 다소 개선이 되나 최초의 폭기처리에서 충분히 효과를 올릴 수 있는 것이 판명되었다.

이상의 설명에서 명백한 바와 같이 본 발명에 의하면 고농도 폐수는 응집여과처리, pH 조정에 의한 응집처리, 레독스조에서의 처리, 통성혐기성균에 의한 처리 및 탈질처리에 의해 후의 활성오니처리가 충분하게 행해질 수 있는 정도로 질소분 및 BOD원이 제거됨으로 종래 시뇨처리등에서 처리폐수의 5 내지 20배량을 요하고 있든 희석수를 거의 요함이 없이 활성오니처리가 가능하게 되고, 고농도의 질소분, BOD원을 함유하는 폐수를 비교적 작은 설치 면적에서 값싸게 처리하는 것이 가능하게 되는등의 실용상에 있어서 우수한 작용효과를 올릴 수 있다.

Claims

고농도의 질소분 및 BOD원을 함유하는 유기폐수에 응집제를 첨가혼합하여 응집물을 여과분리시켜서, 이 여과액에 알칼리를 첨가하여 pH를 7 내지 8,5로 조정하여 응집물을 분리하고, 분리액을 레독스조에서 통성혐기성균의 존재하에 공기를 불어넣어 발생한 암모니아를 제거하며, 약간의 공기의 존재하에서 통성혐기성균으로 처리하여 BOD원과 질소분을 제거하고, 이어서 혐기성상태하에서, 혐기성균으로 탈질소처리하고, 더우기 호기성상태하에서 활성오니처리하는 것을 특징으로 하는 고농도의 유기폐수의 처리방법.