KR20030040380A - 유기성 배수의 처리 방법 - Google Patents

Abstract

유기성 배수의 생물 처리에 의해 발생하는 잉여 오니의 발생량을 현저하게 감소시킬 수 있는 신규한 유기성 배수의 처리 방법을 제공한다. 유기성 배수를 생물 처리한 다음, 당해 생물 처리 혼합물을 고액 분리하여, 고액 분리된 오니에 함유된 유기물을 가용화시키는 가용화 처리를 실시한 후, 생물 처리조로 반송하는 유기성 배수의 처리 방법에 있어서, (a) 가용화 처리를 알칼리제에 의한 처리에 일정한 다른 처리를 조합한 특정한 처리로 하거나, (b) 가용화 처리를 실시한 오니의 고액 분리된 농축 오니 분리 상을 가용화 처리로 반복하여 순환 처리하거나 이러한 (a)와 (b)의 양쪽을 실시한다.

Description

유기성 배수의 처리 방법{Method for treating organic waste water}

종래부터 활성 오니법 등의 생물학적 산화 처리 공정의 최대의 문제점은 잉여 오니 발생량이 많다는 점이며, 이들 오니는 탈수, 건조, 소각 등의 오니 처리에 의해 처분되고 있지만, 이의 처분에는 고도의 경비와 설비비가 든다. 종래의 활성 오니법의 잉여 오니의 발생량은 일반적으로는 제거되는 BOD[생물학적 산소 요구량(biochemical oxygen demand)] 1kg당, 0.6 내지 0.8kg·ss(오니)이며, 극도로 다량의 잉여 오니가 발생하는 것으로 익히 공지되어 있다. 또한, 잉여 오니는 질적으로도 난탈수성이므로, 점점 이의 처분이 곤란해지고 있다.

따라서, 종래에도 상기한 바와 같이 다량으로 발생하는 잉여 오니의 용적 감소화가 실시되고 있으며, 이러한 용적 감소화 방법으로서 잉여 오니를 호기적으로또는 혐기적으로 소화하는 방법이 실시되고 있다. 이들 중에서 호기성 소화에서는 잉여 오니를 소화조에서 단순히 폭기하여 소화하며, 폭기 오니를 고액 분리하여 분리 오니를 소화조로 반송하고 있다. 또한, 혐기성 소화에서는 잉여 오니를 소화조로 투입하여, 혐기성 세균의 작용으로 소화하고 있다. 이러한 소화 방법은 호기성 또는 혐기성 미생물의 작용을 이용하여 소화하는 것이지만, 잉여 오니 자체가 생물 처리를 경유하여 생물학적으로 안정된 오니이므로, 오니의 용적 감소화에는 한도가 있으며, 통상적으로 잉여 오니의 30 내지 40%가 용적 감소화되는 것에 지나지 않는다.

상기 소화 방법의 용적 감소화의 한계를 개선하는 방법으로서, 일본 특허공보 제(소)49-11813호 및 미국 특허 제3,622,507호(1970년) 명세서에는 잉여 오니에 알칼리제를 첨가하고, 가열하여 알칼리 가용성의 부유 물질을 용해시킨 다음, 중화하여 수득된 분해액을 최초의 활성 오니 처리 시스템으로 반려하는 방법이 제안되어 있다. 또한, 일본 특허공보 제(평)6-61550호에는 잉여 오니에 알칼리제를 첨가하고, 상온 또는 가열하여 장시간 동안 작용시킴으로써 중화 처리하지 않고 수득된 분해액을 최초의 활성 오니 처리 시스템으로 반려하는 방법이 제안되어 있다. 그러나, 상기 일본 특허공보 제(소)49-11813호의 방법에서는 대량의 알칼리제를 사용하기 때문에, 이후의 중화 처리에 대량의 산이 필요해진다는 문제가 있다. 또한, 상기한 일본 특허공보 제(평)6-61550호의 방법과 같이 중화 처리를 생략하기 위해서는, 알칼리제에 의한 가용화 처리 시간을 대단히 길게 하는 것이 필요하다는 문제가 있다.

또한, 상기한 알칼리제를 사용하는 방법의 문제점을 개량하는 방법으로서, 일본 특허공보 제(소)57-l9719호에 잉여 오니의 초음파, 균질기, 믹서 또는 급격한 압력 변동에 의한 파괴나 오존 가스에 의한 산화 분해를 하는 잉여 오니의 처리 방법이 제안되어 있다. 그러나, 본 방법에서는 오니의 세포벽, 세포막은 파괴 또는 분해되지만, 이러한 파괴 또는 분해로 수득된 오니의 잔해는 고분자량의 것으로 물에 난용성인 바, 활성 오니에 대하여 보다 난분해성이므로, 활성 오니 처리의 처리수의 수질이 악화된다는 문제가 있다.

발명의 개시

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하며, 유기성 배수의 생물 처리에 의해 발생하는 잉여 오니의 발생량을 현저하게 감소시킬 수 있는 신규한 유기성 배수의 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해, 다음 유기성 배수의 처리 방법 (1) 내지 (3)을 제공한다.

(1) 생물 처리조에서 유기성 배수를 생물 처리한 다음, 당해 생물 처리 혼합물을 고액 분리하여, 고액 분리된 오니의 일부 또는 전부에 당해 오니 중의 유기물을 가용화시키는 가용화 처리를 실시한 후, 생물 처리조로 반송하는 공정을 포함하며, 당해 가용화 처리가 알칼리제에 의한 처리와 함께 균질기에 의한 처리, 믹서에 의한 처리, 밀에 의한 처리, 고압과 순간적인 감압 팽창에 의한 처리 및 산화제에 의한 처리로부터 선택된 하나 이상의 처리를 실시함으로써 이루어짐을 특징으로 하는, 유기성 배수의 처리 방법.

(2) 생물 처리조에서 유기성 배수를 생물 처리한 다음, 당해 생물 처리 혼합물을 고액 분리하여, 고액 분리된 오니의 일부 또는 전부에 당해 오니 중의 유기물을 가용화시키는 가용화 처리를 실시한 후, 생물 처리조로 반송하는 공정을 포함하며, 당해 가용화 처리를 실시한 오니를 고액 분리하여, 고액 분리된 농축 오니 분리 상의 일부 또는 전부가 가용화 처리에 1회 이상 순환되는 한편, 고액 분리된 오니 모액 분리 상이 생물 처리조로 반송됨을 특징으로 하는, 유기성 배수의 처리 방법.

(3) 생물 처리조에서 유기성 배수를 생물 처리한 다음, 당해 생물 처리 혼합물을 고액 분리하여, 고액 분리된 오니의 일부 또는 전부에 당해 오니 중의 유기물을 가용화시키는 가용화 처리를 실시한 후, 생물 처리조로 반송하는 공정을 포함하며, 당해 가용화 처리를 실시한 오니를 고액 분리하여, 고액 분리된 농축 오니 분리 상의 일부 또는 전부가 가용화 처리에 1회 이상 순환되는 한편, 고액 분리된 오니 모액 분리 상이 생물 처리조로 반송되고, 당해 가용화 처리가 알칼리제에 의한 처리와 함께 균질기에 의한 처리, 믹서에 의한 처리, 밀에 의한 처리, 고압과 순간적인 감압 팽창에 의한 처리, 산화제에 의한 처리, 가열에 의한 처리 및 초음파에 의한 처리로부터 선택되는 하나 이상의 처리를 실시함으로써 이루어짐을 특징으로 하는, 유기성 배수의 처리 방법.

본 발명은 유기성 배수를 호기적으로 활성 오니로 처리하는 활성 오니법 등의 유기성 배수를 생물 처리하는 방법에 관한 것이고, 보다 상세하게는 당해 유기성 배수의 생물 처리에 오니의 가용화 처리를 조합한, 발생되는 잉여 오니의 발생량을 현저하게 감소시킬 수 있는 유기성 배수의 처리 방법에 관한 것이다.

도 1은 상기 (1)의 본 발명의 실시 양태의 한가지 예의 처리 시스템의 플로우 시트이다.

도 2는 상기 (2)의 본 발명의 실시 양태의 한가지 예의 처리 시스템의 플로우 시트이다.

도 3은 상기 (2)의 본 발명의 실시 양태의 다른 한가지 예의 처리 시스템의 플로우 시트이다.

도 4는 종래의 표준 활성 오니법의 처리 시스템의 일반적인 플로우 시트이다.

상기 (1) 내지 (3)의 본 발명의 유기성 배수의 처리 방법은 잉여 오니를 발생하는 각종 유기성 배수의 생물 처리에 적용시킬 수 있으며, 이러한 생물 처리는 호기성 생물 처리일 수도 있으며, 혐기성 생물 처리일 수도 있다. 호기성 생물 처리로서는 활성 오니법, 생물막법 등을 들 수 있다. 활성 오니법은 유기성 배수를 활성 오니의 존재하에 호기성 생물 처리하는 처리법이며, 유기성 배수를 폭기조에서 활성 오니와 혼합하여 폭기하며, 혼합액을 농축 장치에서 농축시켜, 농축 오니의 일부를 폭기조로 반송하는 표준 활성 오니법이 일반적이지만, 이를 변형한 처리법일 수 있다. 또한, 생물막법은 담체에 생물막을 형성하여, 호기성하에 유기성 배수와 접촉시키는 처리법이다. 또한, 혐기성 생물 처리로서는 소위 혐기성 소화법, 고부하 혐기성 처리법 등을 들 수 있다. 상기 각종 유기성 배수의 생물 처리중에서도 유기성 배수의 처리에 다용되고 있는 활성 오니법에 적절하게 적용시킬 수 있다. 이하, 활성 오니법을, 예로 들어, 첨부 도면와 관련하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

종래의 표준 활성 오니법의 처리 시스템의 일반적인 플로우는 도 4에 도시된 바와 같다. 도 4의 처리 시스템의 플로우에서는 라인(1)으로부터 유기성 배수가 폭기조(2)로 공급되며, 폭기조(2)에서 폭기되어 활성 오니에 의해 호기성 생물 처리를 받은 다음, 라인(3)을 경유하여 오니 침강조(4)로 이송된다. 또한, 오니 침강조(4)의 상등액이 처리수로서 라인(5)으로부터 배출, 방류되는 한편, 오니 침강조(4)의 침전 오니가 반송 오니로서 라인(6)을 경유하여 폭기조(2)로 반려되며, 이러한 반송 오니의 일부가 분취되어, 잉여 오니로서 라인(7)을 경유하여, 필요에 따라 오니 농축 공정(8)으로 공급되어 고형물 농도가 한층 높아진 후, 라인(9)을 경유하여 오니 탈수 공정(10)으로 도입되어 탈수되며, 수득된 탈수 잉여 오니(11)가 시스템 외부로 배출된다.

또한, 상기 (1)의 본 발명의 실시 양태의 한가지 예로서 상기와 같은 종래의 표준 활성 오니법에 상기 (1)의 본 발명을 적용시키는 경우에 처리 시스템의 플로우를 도시하면 도 1과 같다. 이러한 도 1과 관련하여 상기 (1)의 본 발명을 설명한다. 도 1에 도시된 상기 (1)의 본 발명의 실시 양태예의 처리 시스템의 플로우에서는 라인(1)으로부터 유기성 배수가 폭기조(2)로 공급되며, 폭기조(2)에서 폭기되어 활성 오니에 의해 호기성 생물 처리를 받은 다음, 라인(3)을 경유하여 오니 침강조(4)로 이송된다. 또한, 오니 침강조(4)의 상등액이 처리수로서 라인(5)으로부터 배출, 방류되는 한편, 오니 침강조(4)의 침전 오니가 반송 오니로서 라인(6)을 경유하여 폭기조(2)로 반려된다. 지금까지의 플로우는 종래의 표준 활성 오니법의 처리 시스템의 플로우와 동일하다. 또한, 반송 오니의 일부가 분취되어 잉여 오니로서 라인(7)을 경유하여, 필요에 따라 오니 농축 공정(8)으로 공급되어 고형물 농도를 0.5 내지 5중량% 정도로 농축시킨 다음, 이러한 잉여 오니의 일부가 라인(9)을 경유하여 오니 탈수 공정(10)으로 도입되어 탈수되며, 수득된 탈수 잉여 오니(11)가 시스템 외부로 배출되며, 또한 이러한 잉여 오니의 다른 일부가 라인(12)을 경유하여 오니 가용화조(13)(오니의 분해조)로 도입되어 가용화 처리되며, 가용화 처리물이 라인(14)을 경유하여, 필요에 따라 중화조(15)로 도입되어 중화 처리된 후 또는 산화제에 의해 탈색 처리(도시 생략)된 후, 라인(16)을 경유하여 폭기조(2)로 반려되며, 활성 오니에 의해 생물 처리된다. 또한, 오니 농축 공정(8)에서 잉여 오니를 농축시킬 때에 생성된 오니 모액 분리 상은 필요에 따라 라인(17)을 경유하여 반송 오니에 첨가되며, 라인(6)을 경유하여 반송 오니와 함께 폭기조(2)로 반려되며, 활성 오니에 의해 생물 처리된다. 이때, 반송 오니로부터 분취된 잉여 오니의 고형물 농도가 높은 경우는 오니 농축 공정(8)을 설치하여 잉여 오니의 농축을 실시할 필요는 없다. 또한, 오니 가용화조(13)에서 가용화 처리된 가용화 처리물은 그대로 폭기조(2)로 반려해도 지장이 없지만, 중화조(15)를 설치하여 중화 처리한 후에 폭기조(2)로 반려하는 편이 폭기조(2) 내의 pH 등의 환경 변화를 일으킬 염려가 없기 때문에 보다 바람직하다. 이러한 중화 처리에는 황산 등의 무기산이나 사용 완료된 폐산 등이 사용된다. 또한, 오니 가용화조(13)에서가용화 처리된 가용화 처리물은 필요에 따라 산화제에 의한 탈색 처리를 한 후에 폭기조(2)로 반려할 수 있다. 이러한 탈색 처리를 실시함으로써, 잉여 오니의 용적 감소화를 실시할 때에 발생하는 가용화 처리물의 착색, 여기에 기인하는 처리수의 색상에 대한 악영향을 삭감할 수 있다. 이러한 탈색 처리와 중화조(15)에서의 중화 처리는 병용할 수 있지만, 이 경우, 중화조(15)에서의 중화 처리를 하기 전에 이러한 탈색 처리를 실시하면, 한층 더 바람직하게 가용화 처리물의 탈색이 이루어지며, 상기한 악영향을 한층 더 바람직하게 삭감할 수 있다. 또한, 이러한 탈색 처리는 오니 가용화조(13)에서의 가용화 처리가 알칼리제에 의한 처리와 함께 산화제에 의한 처리가 실시되는 가용화 처리인 경우는 당해 가용화 처리에서의 산화제에 의한 처리에 따라 가용화 처리물의 탈색도 동시에 이루어지므로, 특별히 실시할 필요는 없다. 이러한 탈색 처리에 사용되는 산화제로서는 산화력이 강하며, 그 자체가 분해된 다음, 활성 오니에 있어서 무해한 것으로 변화되는 과산화수소, 과산화나트륨, 과탄산나트륨 등이 바람직하다. 산화제의 첨가량은 잉여 오니 중의 건조 오니량에 대해 일반적으로 1000ppm 이하, 바람직하게는 100 내지 500ppm이다. 탈색 처리의 시간은 일반적으로 1시간 이내, 바람직하게는 10 내지 30분간이다.

상기 (1)의 본 발명의 실시 양태예의 처리 시스템의 플로우에서 라인(6)을 경유하여 폭기조(2)로 반려되는 반송 오니와 라인(7)을 경유한 후에 탈수 잉여 오니(11)로서 시스템 외부로 배출되거나, 오니 가용화조(13)로 도입되어 가용화 처리되는 잉여 오니의 비율은 이러한 처리 시스템의 처리 조건에 따라 상이하므로 일률적으로는 말할 수 없지만, 대략적으로 말하여 일반적으로 반송 오니:잉여 오니 중량비로서 50:1 내지 1:1이다. 또한, 오니 가용화조(13)로 도입되어 가용화 처리되는 잉여 오니와, 오니 탈수 공정(10)으로 도입되어 탈수되며, 탈수 잉여 오니(11)로서 시스템 외부로 배출되는 잉여 오니의 비율도 이러한 처리 시스템의 처리 조건에 따라 상이하므로 일률적으로는 말할 수 없지만, 대략적으로 말하여 일반적으로 가용화 처리되는 잉여 오니:시스템 외부로 배출되는 잉여 오니 중량비로서 1:1 내지 100:1이다. 단, 이러한 처리 시스템의 처리 조건을 가용화 처리되지 않은 조건에서의 잉여 오니 발생량의 약 2배 내지 3.5배의 침전 오니를 가용화 처리하는 등을 선택함으로써, 잉여 오니의 전량을 가용화 처리에 제공하며, 처리 시스템 내에서 순환 처리하여, 시스템 외부로 배출되는 잉여 오니를 제거할 수 있다.

또한, 일반적으로 가용화 처리에 의한 오니의 용적 감소화를 실시하는 유기성 배수의 처리 시스템에서는 특히 처리하는 유기성 배수가 빈영양(oligotrophic)이 아닌 유기성 배수일 때, 가용화 처리에 의한 오니의 용적 감소화를 반복하여 실시함으로써, 처리수의 질소 농도가 상승된다. 이것은 일반적으로 오니를 가용화 처리할 때, 가용화분은 단백질 유래의 질소분이 풍부하며, 고형 오니분은 리그닌 등으로부터 생성된 탄소분이 풍부한 것이지만, 이러한 질소분이 풍부한 가용화분에 기인하는 것이다. 또한, 상기 (1)의 본 발명의 실시 양태예의 처리 시스템에서 처리수의 질소분이 상승하도록 하는 경우는 오니 탈수 공정(10)을 경유하여 시스템 외부로 배출되는 탈수 잉여 오니(11)의 양을 많게 함으로써, 처리수의 질소 농도를 감소시킬 수 있다.

상기 (1)의 본 발명에서 폭기조(2), 오니 침강조(4)로서는 종래부터 사용되고 있는 것을 적절하게 사용할 수 있다. 또한, 오니 농축 공정(8)의 농축 수단으로서도 종래부터 사용되고 있는 농축 수단을 적절하게 사용할 수 있으며, 이의 예로서 중력 침강 분리기, 부상 분리기, 원심 분리기, 막 분리기, 스크류 탈수기 등을 들 수 있으며, 또한 오니 탈수 공정(10)의 탈수 수단으로서도 종래부터 사용되고 있는 탈수 수단을 적절하게 사용할 수 있으며, 이의 예로서 원심 분리기, 벨트 필터 탈수기, 스크류 프레스 탈수기 등을 들 수 있다. 또한, 오니 가용화조(13)에서의 가용화 처리는 알칼리제에 의한 처리와 함께 균질기에 의한 처리, 믹서에 의한 처리, 밀에 의한 처리, 고압과 순간적인 감압 팽창에 의한 처리 및 산화제에 의한 처리로부터 선택되는 하나 이상의 처리를 실시함으로써 이루어진다. 즉, 알칼리제에 의한 처리에 따라 오니를 구성하는 미생물체의 세포를 화학적으로 파괴하는 동시에, 당해 알칼리제에 의한 처리에 조합되는 균질기에 의한 처리, 믹서에 의한 처리, 밀에 의한 처리 또는 고압과 순간적인 감압 팽창에 의한 처리에 따라 오니를 구성하는 미생물체의 세포를 물리적으로 파괴하거나 산화제에 의한 처리에 따라 오니를 구성하는 미생물체의 세포를 산화 분해에 의해 추가로 화학적으로 파괴한다. 상기한 알칼리제에 의한 처리에 조합되는 각 처리는 필요에 따라 1종의 처리를 사용할 수 있으며, 2종 이상의 처리를 사용할 수 있다. 이러한 가용화 처리에 의해 잉여 오니의 일부가 유기 용액으로 변환되며, 이러한 유기 용액을 포함하는 가용화 처리물이 상기한 바와 같이 필요에 따라 중화조(15)에서의 중화 처리 또는 산화제에 의한 탈색 처리를 실시한 다음, 폭기조(2)로 반려된다. 또한, 이러한 가용화 처리는 필요에 따라 40℃ 이상, 바람직하게는 50 내지 100℃의 가열하에 실시할 수있으며, 가열하에 실시함으로써 오니를 구성하는 미생물체의 세포 파괴를 한층 더 촉진시킬 수 있다.

상기한 알칼리제에 의한 처리에 사용하는 알칼리제로서는 수산화나트륨, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 산화칼슘 등을 들 수 있다. 특히, 수산화나트륨, 산화칼슘이 바람직하다. 알칼리제의 첨가량은 가용화 처리하는 잉여 오니에 대하여 0.005N 내지 0.1N이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.05N이다. 또한, 잉여 오니의 pH를 10 이상으로 하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 11 이상으로 한다. 또한, 특히 바람직하게는 12 이상으로 한다. 밀이나 믹서와 같은 같은 강력한 마쇄력을 가하는 처리를 조합함으로써, 알칼리제 사용량을 한층 더 적게 할 수 있다. 가용화 처리를 이러한 알칼리제에 의한 처리만으로 수행하는 경우에는, 처리를 가열하에 실시한다고 해도 가용화 처리에 일반적으로 1 내지 72시간, 바람직하게는 2 내지 24시간을 요한다.

균질기 또는 믹서 또는 밀에 의한 처리는 알칼리제가 첨가된 잉여 오니를 균질기 또는 믹서 또는 밀에 의해 처리함으로써 실시된다. 균질기 또는 믹서 또는 밀로서는 오니를 구성하는 미생물체의 세포에 기계적인 전단 응력이나 마쇄력을 가할 수 있으며, 당해 세포의 세포막, 세포벽을 파괴할 수 있는 것이면, 공지된 균질기 또는 믹서 또는 밀을 적절하게 사용할 수 있다. 이러한 처리의 예로서 배관에 배플을 투입한 것에 고속으로 알칼리제가 첨가된 잉여 오니를 통과시키거나, 후드 믹서와 같이 예리한 칼날을 알칼리제가 첨가된 잉여 오니 속에서 고속으로 회전시키거나 음식물을 가루로 하는 밀과 같이 고속으로 회전하는 2장의 원반의 좁은 사이를 통과시키는 것 등을 들 수 있다. 알칼리제에 의한 처리와 균질기 또는 믹서 또는 밀에 의한 처리를 조합한 가용화 처리의 처리 시간은 일반적으로 1 내지 60분간, 바람직하게는 1 내지 30분간, 특히 바람직하게는 2 내지 10분간이다. 알칼리제에 의한 처리만의 가용화 처리와 비교하여 각별히 가용화 처리 시간을 단축할 수 있다.

고압과 순간적인 감압 팽창에 의한 처리는 알칼리제가 첨가된 잉여 오니를, 예를 들면, 70 내지 180kg/㎠의 고압에 가압하며, 당해 고압의 가압으로부터 순간적으로 감압하며, 이러한 감압에 의해 순간적으로 오니를 팽창시켜 오니를 구성하는 미생물체의 세포를 파괴함으로써 실시된다. 이러한 처리는, 예를 들면, 알칼리제가 첨가된 잉여 오니를 배플을 투입한 배관에 고압으로 가압 삽입하며, 당해 고압에 가압된 배관으로부터 상압 탱크에 방출하여 실시할 수 있다. 알칼리제에 의한 처리와 고압과 순간적인 감압 팽창에 의한 처리를 조합한 가용화 처리의 처리 시간은 일반적으로 1 내지 60분간, 바람직하게는 5 내지 30분간이다. 알칼리제에 의한 처리만의 가용화 처리와 비교하여, 각별히 가용화 처리 시간을 단축할 수 있다.

산화제에 의한 처리에 사용하는 산화제로서는 산화력이 강하고, 그 자체가 분해한 후에 활성 오니에 있어서 무해한 것으로 변화되는 과산화수소, 과산화나트륨, 과탄산나트륨 등이 바람직하다. 이러한 산화제에 의한 처리는 잉여 오니에 알칼리제와 함께 산화제를 첨가하여 실시되지만, 이때 잉여 오니의 pH를 바람직하게는 11 이상, 보다 바람직하게는 11 내지 12.5로 한다. 잉여 오니의 pH가 11 미만에서는 오니의 가용화가 불충분하며, 바람직하지 않다. 산화제의 첨가량은 잉여 오니 중의 건조 오니량에 대해 일반적으로 10 내지 1000Oppm, 바람직하게는 10O 내지 1000ppm이다. 알칼리제에 의한 처리와 산화제에 의한 처리를 조합한 가용화 처리의 처리 시간은 일반적으로 1 내지 6시간, 바람직하게는 1 내지 4시간이다. 알칼리제에 의한 처리만의 가용화 처리와 비교하여 일반적으로 가용화 처리 시간을 단축할 수 있다.

상기 (1)의 본 발명에 따르면, 알칼리제에 의한 처리만의 가용화 처리와 비교하여 단축된 가용화 처리 시간 동안 감소된 알칼리제의 사용량으로 잉여 오니의 가용화가 한층 더 촉진되며, 잉여 오니를 효율적으로 현저하게 용적 감소시킬 수 있다. 또한, 균질기에 의한 처리, 믹서에 의한 처리, 밀에 의한 처리, 고압과 순간적인 감압 팽창에 의한 처리 또는 산화제에 의한 처리만의 가용화 처리와 비교하여도, 단축된 가용화 처리 시간으로 잉여 오니의 가용화가 한층 더 촉진되며, 잉여 오니를 효율적으로 현저하게 용적 감소시킬 수 있다.

다음에, 상기 (2)의 본 발명을 이의 실시 양태의 예를 도시하는 도 2 및 도 3과 관련하여 설명한다. 도 2에 도시된 상기 (2)의 본 발명의 실시 양태예는 잉여 오니의 가용화 처리물의 전부가 오니 침강조로부터 잉여 오니와 함께 다시 고액 분리되며, 고액 분리로 분리된 농축 오니 분리 상이 다시 가용화 처리되며, 한편, 고액 분리로 분리된 잉여 오니의 오니 모액 분리 상이 폭기조로 생물 처리되도록 하여, 잉여 오니의 가용화 처리물이 가용화 처리로 순환되는 처리 시스템이다. 이러한 도 2에 도시된 처리 시스템의 플로우를 구체적으로 설명한다. 즉, 라인(1)으로부터 유기성 배수가 폭기조(2)로 공급되며, 폭기조(2)에서 폭기되어 활성 오니에 의해 호기성 생물 처리를 받으며, 이어서 라인(3)을 경유하여 오니 침강조(4)로 이송된다. 또한, 오니 침강조(4)의 상등액이 처리수로서 라인(5)으로부터 배출, 방류되며, 한편, 오니 침강조(4)의 침전 오니가 반송 오니로서 라인(6)을 경유하여 폭기조(2)로 반려된다. 여기까지의 플로우는 도 1에 도시된 상기 (1)의 본 발명의 실시 양태예의 처리 시스템의 플로우와 동일하다. 또한, 반송 오니의 일부가 분취되어 잉여 오니로서 라인(7)을 경유하여 고액 분리 공정(18)으로 공급되며, 이의 고형물 농도가 O.5 내지 5중량% 정도로 농축되며, 이후에 고액 분리된 잉여 오니의 농축 오니 분리 상의 일부가 라인(9)을 경유하여 오니 탈수 공정(10)으로 도입되어 탈수되며, 수득된 탈수 잉여 오니(11)가 시스템 외부로 배출되며, 또한 고액 분리된 잉여 오니의 농축 오니 분리 상의 다른 일부가 라인(12)을 경유하여 오니 가용화조(13)(오니의 분해조)로 도입되어 가용화 처리되며, 당해 가용화 처리물의 전부가 라인(20)을 경유하여, 라인(7)의 잉여 오니와 합류되어 고액 분리 공정(18)으로 공급되며, 고액 분리된다. 라인(7)을 경유하여 고액 분리 공정(18)으로 공급되는 잉여 오니의 일부는 필요에 따라 라인(9')을 경유하여 오니 탈수 공정(10)으로 도입되며, 탈수하여 탈수 잉여 오니(11)로서 시스템 외부로 배출할 수 있다. 이러한 잉여 오니의 일부의 라인(9')을 경유한 오니 탈수 공정(10)으로의 도입과 고액 분리 공정(18)에서 고액 분리된 잉여 오니의 농축 오니 분리 상의 일부의 라인(9)을 경유한 오니 탈수 공정(10)으로의 도입은 필요에 따라 어느 한편만을 실시할 수 있으며, 이의 양쪽을 실시할 수 있다. 또한, 고액 분리 공정(18)에서 농축 오니 분리 상과 분별된 잉여 오니의 오니 모액 분리 상은 라인(19)을 경유하여, 필요에 따라 중화조(15)로 도입되어 황산 등의 무기산이나 사용 완료된 폐산 등으로 중화 처리된 후 또는 산화제에 의해 탈색 처리(도시 생략)된 후, 라인(16)을 경유하여 폭기조(2)로 반려되며, 활성 오니에 의해 생물 처리된다. 중화조(15)에서의 중화 처리와 산화제에 의한 탈색 처리는 도 1에 도시된 상기 (1)의 본 발명의 실시 양태예와 동일하게 병용할 수 있으며, 병용하는 경우, 중화조(15)에서의 중화 처리를 실시하기 전에 탈색 처리를 하면, 한층 바람직하게 가용화 처리물의 탈색이 이루어지며, 가용화 처리물의 착색에 기인하는 처리수의 색상에 대한 악영향을 삭감할 수 있다. 또한, 산화제에 의한 탈색 처리는 오니 가용화조(13)에서의 가용화 처리가 알칼리제에 의한 처리와 함께 산화제에 의한 처리가 실시되는 가용화 처리인 경우는 당해 가용화 처리에서의 산화제에 의한 처리에 따라 가용화 처리물의 탈색도 동시에 이루어지므로, 특별히 실시할 필요는 없다. 또한, 산화제에 의한 탈색 처리에 사용하는 산화제와 이의 사용량, 탈색 처리 시간은 도 1에 도시된 상기 (1)의 본 발명의 실시 양태예의 경우와 동일하다.

또한, 도 3에 도시된 상기 (2)의 본 발명의 실시 양태예는 잉여 오니의 가용화 처리물이 고액 분리되며, 고액 분리로 분리된 농축 오니 분리 상이 오니 침강조로부터 잉여 오니와 함께 다시 가용화 처리되는 한편, 고액 분리로 분리된 오니 모액 분리 상이 폭기조로 생물 처리되도록 하여, 잉여 오니의 가용화 처리물이 가용화 처리에 순환되는 처리 시스템이다. 이러한 도 3에 도시된 처리 시스템의 플로우를 구체적으로 설명한다. 즉, 라인(1)으로부터 유기성 배수의 폭기조(2)에서의생물 처리, 당해 생물 처리수의 라인(3)을 경유한 오니 침강조(4)로의 이송, 오니 침강조(4)의 상등액의 라인(5)으로부터 처리수로서의 배출, 방류, 오니 침강조(4)의 침전 오니의 라인(6)을 경유한 반송 오니로서 폭기조(2)로의 반송까지의 플로우는 도 1에 도시된 상기 (1)의 본 발명의 실시 양태예 및 도 2에 도시된 상기 (2)의 본 발명의 실시 양태예의 처리 시스템의 플로우와 동일하다. 또한, 반송 오니의 일부가 분취되어 잉여 오니로서 라인(7)을 경유하여 오니 가용화조(13)(오니의 분해조)로 도입되어 가용화 처리되며, 당해 가용화 처리물이 라인(20)을 경유하여 고액 분리 공정(18)으로 공급되며, 고액 분리된 이후에 고액 분리된 가용화 처리물의 농축 오니 분리 상의 일부가 라인(21)을 경유하여, 라인(7)의 잉여 오니와 합류되며, 이때에 합류물의 고형물 농도가 0.5 내지 5중량% 정도로 되도록 이루어져, 오니 가용화조(13)로 공급되어 가용화 처리되며, 또한 고액 분리된 가용화 처리물의 농축 오니 분리 상의 다른 일부가 라인(9)을 경유하여, 오니 탈수 공정(10)으로 도입되어 탈수되며, 수득된 탈수 잉여 오니(11)가 시스템 외부로 배출된다. 라인(7)을 경유하여 오니 가용화조(13)로 공급되는 잉여 오니의 일부는 필요에 따라 라인(9')을 경유하여 오니 탈수 공정(10)으로 도입되며, 탈수하여 탈수 잉여 오니(11)로서 시스템 외부로 배출할 수 있다. 이러한 잉여 오니의 일부의 라인(9')을 경유한 오니 탈수 공정(10)으로의 도입과 고액 분리 공정(18)에서 고액 분리된 잉여 오니의 농축 오니 분리 상의 다른 일부의 라인(9)을 경유한 오니 탈수 공정(10)으로의 도입은 필요에 따라 어느 한편만을 실시할 수 있으며, 이의 양쪽을 실시할 수 있다. 또한, 고액 분리 공정(18)에서 농축 오니 분리 상과 분별된 가용화 처리물의 오니 모액 분리 상은 라인(19)을 경유하여, 필요에 따라 중화조(15)로 도입되어 황산 등의 무기산이나 사용 완료된 폐산 등으로 중화 처리된 후 또는 산화제에 의해 탈색 처리(도시 생략)된 후, 라인(16)을 경유하여 폭기조(2)로 반려되며, 활성 오니에 의해 생물 처리된다. 중화조(15)에서의 중화 처리와 산화제에 의한 탈색 처리는 도 1에 도시된 상기 (1)의 본 발명의 실시 양태예 및 도 2에 도시된 상기 (2)의 본 발명의 실시 양태예와 동일하게 병용할 수 있으며, 병용하는 경우, 중화조(15)에서 중화 처리를 하기 전에 탈색 처리를 하는 것이 일반적으로 바람직하다. 또한, 산화제에 의한 탈색 처리는 오니 가용화조(13)에서의 가용화 처리가, 알칼리제에 의한 처리와 함께 산화제에 의한 처리가 실시되는 가용화 처리인 경우에는, 특별히 실시할 필요는 없다. 또한, 산화제에 의한 탈색 처리에 사용하는 산화제와 이의 사용량, 탈색 처리 시간은 도 1에 도시된 상기 (1)의 본 발명의 실시 양태예의 경우와 동일하다.

상기 (2)의 본 발명의 실시 양태예의 처리 시스템의 플로우에서 오니 침강조(4)로부터 라인(6)을 경유하여 방출되는 침전 오니에 대해, 오니 탈수 공정(10)으로 도입되어 탈수되어 탈수 잉여 오니(11)로서 시스템 외부로 배출되는 잉여 오니가 차지하는 비율은 이러한 처리 시스템의 처리 조건에 따라 상이하므로 일률적으로는 말할 수 없지만, 대략적으로 말하여 일반적으로 1 내지 50중량%이다. 단, 이러한 처리 시스템의 처리 조건을 침전 오니의 약 2 내지 3.5배량을 가용화 처리에 거는 등을 선택함으로써, 오니 침강조(4)로부터 라인(6)을 경유하여 방출되는 침전 오니의 전량을 처리 시스템 내에서 순환 처리하며, 시스템 외부로 배출되는 잉여 오니를 제거할 수 있다.

또한, 상기 (1)의 본 발명의 실시 양태예의 처리 시스템와 관련하여 기재된 바와 같이 일반적으로 가용화 처리에 의한 오니의 용적 감소화를 반복하여 실시함으로써, 특별히 처리하는 유기성 배수가 빈영양이 아닌 유기성 배수일 때, 처리수의 질소 농도가 상승된다. 또한, 상기 (2)의 본 발명의 실시 양태예의 처리 시스템에서 처리수의 질소분이 상승되도록 하는 경우는, 도 2에 도시된 실시 양태예의 처리 시스템에 있어서는 잉여 오니의 일부의 라인(9')을 경유한 오니 탈수 공정(10)으로의 도입량 또는 고액 분리 공정(18)에서 고액 분리된 잉여 오니의 농축 오니 분리 상의 일부의 라인(9)을 경유한 오니 탈수 공정(10)으로의 도입량, 특히 전자의 도입량을 많게 하고, 또한 도 3에 도시된 실시 양태예의 처리 시스템에 있어서는 잉여 오니의 일부의 라인(9')을 경유한 오니 탈수 공정(10)으로의 도입량 또는 고액 분리 공정(18)에서 고액 분리된 잉여 오니의 농축 오니 분리 상의 다른 일부의 라인(9)을 경유한 오니 탈수 공정(10)으로의 도입량, 특히 전자의 도입량을 많게 하여 시스템 외부로 배출되는 탈수 잉여 오니(11)의 양을 많게 함으로써, 처리수의 질소 농도를 감소시킬 수 있다.

상기 (2)의 본 발명에서 폭기조(2), 오니 침강조(4), 오니 탈수 공정(10)의 탈수 수단으로서는 상기 (1)의 본 발명의 경우와 동일하게 종래부터 사용되고 있는 것을 적절하게 사용할 수 있다. 또한, 고액 분리 공정(18)의 고액 분리 수단으로서도 종래부터 사용되고 있는 고액 분리 수단을 적절하게 사용할 수 있으며, 이의 예로서 중력 침강 분리기, 부상 분리기, 원심 분리기, 스크류 탈수기 등을 들 수있다. 또한, 오니 가용화조(13)에서의 가용화 처리로서는 오니를 구성하는 미생물체의 세포를 파괴하여 유기 용액으로 변환할 수 있는 공지된 각종 가용화 처리를 채용할 수 있다. 이의 예로서 상기 (1)의 본 발명에서 이용하는 알칼리제에 의한 처리, 균질기에 의한 처리, 믹서에 의한 처리, 밀에 의한 처리, 고압과 순간적인 감압 팽창에 의한 처리, 산화제에 의한 처리 등을 들 수 있으며, 기타 가열에 의한 처리, 초음파에 의한 처리, 오존 산화에 의한 처리, 고열 세균 등에 의한 생물 처리, 비드 밀에 의한 물리 처리 등도 들 수 있다. 또한, 상기 (1)의 본 발명에서 채용된 알칼리제에 의한 처리에 균질기에 의한 처리, 믹서에 의한 처리, 밀에 의한 처리, 고압과 순간적인 감압 팽창에 의한 처리 및 pH 11 이상에서 실시되는 산화제에 의한 처리로부터 선택되는 하나 이상의 처리를 조합한 특정한 가용화 처리를 바람직하게 채용할 수 있다. 또한, 알칼리제에 의한 처리에 초음파에 의한 처리를 조합한 가용화 처리도 바람직하게 채용할 수 있다.

가열에 의한 처리는 40℃ 이상, 바람직하게는 50 내지 100℃의 가열하에 실시할 수 있으며, 가열하에 실시함으로써 오니를 구성하는 미생물체의 세포 파괴를 한층 더 촉진시킬 수 있다.

초음파에 의한 처리를 조합한 가용화 처리는 일반적으로 알칼리제가 첨가된 잉여 오니에 초음파 진동자를 직접 접촉시켜 실시된다. 초음파 진동자 등의 초음파 발생 장치로서는 공지된 장치를 적절하게 사용할 수 있다. 이러한 초음파에 의한 처리를 조합한 가용화 처리의 처리 시간은 일반적으로 1 내지 60분간, 바람직하게는 2 내지 10분간이다. 알칼리제에 의한 처리만의 가용화 처리와 비교하여 각별하게 가용화 처리 시간을 단축할 수 있다.

상기 (2)의 본 발명에 따르면, 종래의 잉여 오니의 가용화 처리에서 다음과 같은 문제를 해결할 수 있다. 즉, 종래부터 잉여 오니의 가용화 처리를 할 때에 난분해성 물질이 발생하며, 이러한 난분해성 물질이 처리수의 COD[화학적 산소 요구량(chemical oxygen demand)]를 상승시켜, 처리수의 수질 악화를 초래하거나, 이러한 난분해성 물질에 의해 잉여 오니의 용적 감소화가 억제된다는 문제가 있지만, 상기 (2)의 본 발명에서는 상기한 바와 같이 잉여 오니의 가용화 처리물을 고액 분리하여 수득한 농축 오니 분리 상을 가용화 처리에 의해 반복하여 순환 처리함으로써, 난분해성 물질의 가용화를 촉진시키고, 난분해성 물질의 농도 상승을 억제하며, 또한 난분해성 물질을 선택적으로 잉여 오니로서 시스템 외부로 배출하고, 시스템 외부로 배출되는 잉여 오니를 현저하게 용적 감소시킬 수 있으며, 종래의 잉여 오니를 가용화 처리할 때의 문제를 충분하게 해결할 수 있다.

계속해서, 상기 (3)의 본 발명을 설명한다. 상기 (3)의 본 발명은 상기 (2)의 본 발명에서 잉여 오니의 가용화 처리로서, 단축된 가용화 처리 시간 동안 감소된 약제의 사용량으로 잉여 오니의 가용화가 한층 더 촉진되며, 잉여 오니를 효율적으로 현저하게 용적 감소시킬 수 있는 특정한 가용화 처리를 채용하여 이루어진 것이다. 즉, 상기 (2)의 본 발명에서 잉여 오니의 가용화 처리가 알칼리제에 의한 처리와 함께 균질기에 의한 처리, 믹서에 의한 처리, 밀에 의한 처리, 고압과 순간적인 감압 팽창에 의한 처리, 산화제에 의한 처리, 가열에 의한 처리 및 초음파에 의한 처리로부터 선택되는 하나 이상의 처리를 실시함으로써 이루어진 것이다. 상기 (3)의 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 잉여 오니의 가용화 처리물을 고액 분리하여 수득한 농축 오니 분리 상을 가용화 처리에 의해 반복하여 순환 처리한 것과 채용한 특정한 잉여 오니의 가용화 처리의 상승 효과로서 잉여 오니의 가용화가 한층 더 촉진되며, 처리수의 수질 악화를 현저하게 억제하여, 잉여 오니를 한층 더 현저하게 용적 감소시킬 수 있다.

도 1 내지 도 3에 도시된 상기 (1) 또는 상기 (2)의 본 발명의 실시 양태예의 처리 시스템은 모두 오니 침강조를 사용하는 처리 시스템이지만, 이러한 오니 침강조를 대신하여 폭기조 자체로부터 펌프를 사용하여 강제적으로 일정량의 오니를 인발하는 막 분리 활성 오니법과 같은 처리 시스템의 플로우, 폭기조 바닥 부분에 증식하여 자연침강한 오니를 정기적으로 인발하는 생물막법(고정 접촉 폭기)과 같은 처리 시스템의 플로우 등으로써 상기 (1) 내지 상기 (3)의 본 발명을 실시할 수 있다.

이하, 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.

또한, SS, MLSS, TOC는 각각 오니(suspended solids), 활성 오니 부유 물질(mixed liquor suspended solids), 전체 유기 탄소량(total organic carbon)을 나타내며, BOD, COD를 포함해서 모두 통상적인 방법에 의해 구할 수 있다.

실시예 1

공장 배수(BOD 100 내지 110mg/L, SS 30 내지 40mg/L)를 폭기 시간 8시간,활성 오니 MLSS 3000 내지 3500mg/L의 40L 폭기조[BOD-MLSS 부하 0.09 내지 0.11(kg BOD/kg MLSS·일)]로 공급한 다음, 20L 침강조에서 활성 오니를 침강 분리하고, 고형물 농도 0.5 내지 1중량%의 침전 오니를 수득한다.

상기 공장 배수 처리에서 공장 배수 처리량을 O.12㎥/일로 하여, 침전 오니의 200ml/일(건조 기준 4g/일)을 원심 분리기에 의한 오니 농축 공정에 공급하며, 잔여 침전 오니는 폭기조로 반송한다. 또한, 원심 분리기에 의해 침전 오니를 농축시킨 바, 고형물 농도 약 2중량%의 농축 오니를 수득한다.

다음에, 이러한 농축 오니를 체류 시간 30분간의 회분식 타입의 오니 가용화조로 도입하며, NaOH를 오니 가용화조 내부액에 대해 0.05N 농도(pH 12.5 정도)가 되도록 첨가하여, 균질기(Polytron PT45-80)에 의해 고속 교반(12000rpm)하면서 오니의 가용화를 실시한다. 이러한 가용화 오니(SS 6000 내지 9000mg/L, TOC 6000 내지 8000mg/L, pH 11)에 2N 황산을 가하여 pH 8로 중화한 다음, 폭기조에 첨가하여 호기적인 생물 처리를 실시한다.

약 1개월 동안, 상기 조건에 따라서 운전을 계속한 결과, 침강조 유출수의 수질은 BOD 9 내지 12, SS 5 내지 6mg/L, 또한 pH는 7.0이다. 또한, 이 동안의 전체 잉여 오니량은 약 46g이다.

실시예 2

실시예 1 중, 가용화 오니의 황산에 의한 중화 처리를 삭제한 이외에는, 동일 조건의 테스트를 실시한다. 그 결과, 침강조 유출수의 수질은 BOD 9 내지 11,SS 5 내지 7mg/L, 또한 pH는 8.1이다. 또한, 이 동안의 전체 잉여 오니량은 약 45g이다.

실시예 3

실시예 1 중, 가용화 오니의 황산에 의한 중화 처리를 삭제하며, 또한 가용화 오니의 과산화수소(가용화 오니에 대하여 10Oppm 첨가, 처리 시간 10분간)에 의한 탈색 처리를 실시하며, 기타 조건은 동일한 테스트를 실시한다. 그 결과, 침강조 유출수의 수질은 BOD 8 내지 11, SS 5 내지 6mg/L, 또한 pH는 8.0이다. 또한, 이 동안의 전체 잉여 오니량은 약 45g이다. 가용화 오니의 색상은 담황색으로부터 유백색에 변화되며, 그 결과 침강조 유출수의 색상도 개선된다.

비교예 1

실시예 1 중, 오니 가용화조에서 NaOH를 첨가하고, 균질기에 의한 처리를 생략하는 이외에는, 동일 조건의 테스트를 실시한다. 그 결과, 침강조 유출수의 수질은 BOD 7 내지 10, SS 3 내지 4mg/L이다. 또한, 이 동안의 전체 잉여 오니량은 약 115g이다.

비교예 2

실시예 1 중, 오니 가용화조에서의 균질기에 의한 처리를 생략하는 이외에는, 동일 조건의 테스트를 실시한다. 그 결과, 침강조 유출수의 수질은 BOD 9 내지 11, SS 3 내지 4mg/L이다. 또한, 이 동안의 전체 잉여 오니량은 약 67g이다.

실시예 4

실시예 1 중, 오니 가용화조에서 NaOH를 오니 가용화조 내부액에 대해 0.05N 농도(pH 12.5 정도)가 되도록 첨가한 다음, 과산화수소를 1000ppm으로 되도록 첨가하여 교반(500rpm)하면서 2시간 동안 오니의 가용화를 실시하는 이외에는, 동일 조건의 테스트를 실시한다. 그 결과, 침강조 유출수의 수질은 BOD 9 내지 11, SS 3 내지 4mg/L, 또한 pH는 6.3이다. 또한, 이 동안의 전체 잉여 오니량은 약 49g이다.

실시예 5

실시예 4 중, 가용화 오니의 황산에 의한 중화 처리를 삭제한 이외에는, 동일 조건의 테스트를 실시한다. 그 결과, 침강조 유출수의 수질은 BOD 8 내지 11, SS 5 내지 6mg/L, 또한 pH는 6.9이다. 또한, 이 동안의 전체 잉여 오니량은 약 50g이다.

실시예 6

실시예 1 중, 오니 가용화조에서 균질기에 의한 처리 대신에 후드 믹서를 사용하여 고속 교반(1000Orpm)을 1시간 동안 실시하며, 동일 조건의 테스트를 실시한다. 그 결과, 침강조 유출수의 수질은 BOD 9 내지 11, SS 3 내지 4mg/L이다. 또한, 이 동안의 전체 잉여 오니량은 약 51g이다.

실시예 7

공장 배수(BOD 100 내지 110mg/L, SS 30 내지 40mg/L)를 폭기 시간 8시간, 활성 오니 MLSS 3000 내지 3500mg/L의 1㎥ 폭기조[BOD-MLSS 부하 0.09 내지 0.11(kg BOD/kg MLSS·일)]로 공급한 다음, O.5㎥ 침강조에서 활성 오니를 침강 분리하고, 고형물 농도 0.5 내지 1%의 침전 오니를 수득한다.

공장 배수 처리에서 공장 배수 처리량을 3㎥/일로 하여, 잉여 오니로서 고형물 농도 약 1%의 농축 오니 20L/일(건조 기준 200g/일)을 회수한다.

다음에, 이러한 농축 오니를 체류 시간 2분간의 회분식 타입의 오니 가용화조로 도입하며, NaOH를 오니 가용화조 내부액에 대해 0.05N 농도(pH 12.5 정도)가 되도록 첨가하여 믹서의 한 종류인 파이프라인 호모믹서[Pipeline Homomixer; PL-2S, 제조원: Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.]에 의해 고속 교반(3600rpm)하면서 오니의 가용화를 실시한다. 이러한 가용화 오니(SS 6000 내지 9000mg/L, TOC 6000 내지 8000mg/L, pH 11)에 2N 황산을 가하여 pH 8로 중화한 다음, 폭기조에 첨가하여 호기적인 생물 처리를 실시한다.

약 1개월 동안 상기 조건에 따라서 운전을 계속한 결과, 침강조 유출수의 수질은 BOD 8 내지 11, SS 5 내지 6mg/L, 또한 pH는 6.7이다. 또한, 이 동안의 1일당 발생 잉여 오니량은 약 97g/일이다.

실시예 8

실시예 7 중, 가용화 오니의 황산에 의한 중화 처리를 삭제한 이외에는, 동일 조건의 테스트를 실시한다. 그 결과, 침강조 유출수의 수질은 BOD 8 내지 11, SS 5 내지 7mg/L, 또한 pH는 7.8이다. 또한, 이 동안의 1일당 발생 잉여 오니량은 약 94g/일이다.

실시예 9

실시예 6 중, 가용화 오니의 황산에 의한 중화 처리를 삭제한 다음, 가용화 오니의 과산화수소(가용화 오니에 대하여 10Oppm 첨가, 처리 시간 10분간)에 의한 탈색 처리를 실시하며, 기타 조건은 동일한 테스트를 실시한다. 그 결과, 침강조 유출수의 수질은 BOD 7 내지 12, SS 5 내지 6mg/L, 또한 pH는 7.9이다. 또한, 이 동안의 1일당 발생 잉여 오니량은 약 91g/일이다. 가용화 오니의 색상은 담황색으로부터 유백색으로 변화하며, 그 결과 침강조 유출수의 색상도 개선된다.

실시예 10

실시예 1과 동일하게 공장 배수(BOD 100 내지 110mg/L, SS 30 내지 40mg/L)를 폭기 시간 8시간, 활성 오니 MLSS 3000 내지 3500mg/L의 40L 폭기조[BOD-MLSS 부하 0.09 내지 0.11(kg BOD/kg MLSS·일)]로 공급한 다음, 20L 침강조에서 활성 오니를 침강 분리하고, 고형물 농도 0.5 내지 1중량%의 침전 오니를 수득한다.

공장 배수 처리에서 공장 배수 처리량을 O.12㎥/일로 하여, 침전 오니의 200ml/일(건조 기준 4g/일)을 원심 분리기에 의한 오니 농축 공정으로 공급하며, 잔여 침전 오니는 폭기조로 반송한다. 또한, 원심 분리기에 의해 침전 오니를 농축시킨 바, 고형물 농도 약 2중량%의 농축 오니를 수득한다.

다음에, 이러한 농축 오니를 체류 시간 30분간의 회분식 타입의 오니 가용화조로 도입하며, NaOH를 오니 가용화조 내부액에 대해 0.05N 농도(pH 12 정도)가 되도록 첨가하여, 균질기에 의해 고속 교반(12000rpml)하면서 오니의 가용화를 실시한다. 이러한 가용화 오니(SS 6000 내지 9000mg/L, TOC 6000 내지 8000mg/L)에 상기한 침전 오니를 혼합하여 원심 분리기에 의해 오니 모액 분리 상과 농축 오니 분리 상으로 분리한다. 오니 모액 분리 상은 폭기조에 첨가하여 호기적인 생물 처리를 실시한다.

한편, 농축 오니 분리 상은 다시 가용화 처리를 반복 계속한다.

약 2개월 동안 상기 조건에 따라서 운전을 계속한 결과, 침강조 유출수의 수질은 BOD 7 내지 11, SS 3 내지 5mg/L이다. 또한, 이 동안의 전체 잉여 오니량은 약 112g이다.

실시예 11

공장 배수(BOD 100 내지 110mg/L, SS 30 내지 40mg/L)를 폭기 시간 8시간, 활성 오니 MLSS 3000 내지 3500mg/L의 1㎥ 폭기조[BOD-MLSS 부하 0.09 내지 0.11(kg BOD/kg MLSS·일)]로 공급한 다음, O.5㎥ 침강조에서 활성 오니를 침강 분리하고, 고형물 농도 0.5 내지 1%의 침전 오니를 수득한다.

공장 배수 처리에서 공장 배수 처리량을 3㎥/일로 하여, 잉여 오니로서 고형물 농도 약 1%의 농축 오니를 20L/일(건조 기준 200g/일)을 회수한다.

다음에, 이러한 농축 오니를 체류 시간 1분간의 회분식 타입의 오니 가용화조로 도입하고, NaOH를 오니 가용화조 내부액에 대해 0.025N 농도(pH 11 정도)가 되도록 첨가하여, 밀의 한 종류인 파이프라인 호모믹 라인 밀(Pipeline Homomic Line Mill; LS-M, 제조원: Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.)에 의해 고속 교반(3600rpm)하면서 오니의 가용화를 실시한다. 이러한 가용화 오니(SS 6000 내지 9000mg/L, TOC 6000 내지 8000mg/L, pH 10)에 2N 황산을 가하여 pH 8로 중화한 다음, 폭기조에 첨가하여 호기적인 생물 처리를 실시한다.

약 1개월 동안 상기 조건에 따라서 운전을 계속한 결과, 침강조 유출수의 수질은 BOD 8 내지 12, SS 5 내지 6mg/L, 또한 pH는 6.5이다. 또한, 이 동안의 1일당 발생 잉여 오니량은 약 99g/일이다.

실시예 12

실시예 11 중, 가용화 오니의 황산에 의한 중화 처리를 삭제한 이외에는, 동일 조건의 테스트를 실시한다. 그 결과, 침강조 유출수의 수질은 BOD 8 내지 11, SS 5 내지 7mg/L, 또한 pH는 7.9이다. 또한, 이 동안의 1일당 발생 잉여 오니량은 약 99g/일이다.

실시예 13

실시예 10 중, 오니 가용화조에서 균질기에 의한 처리 대신에 초음파(발진 출력 1KW, 발진 주파수 20KHz)에 의한 처리를 10분 동안 실시하며, 동일 조건의 테스트를 실시한다. 그 결과, 침강조 유출수의 수질은 BOD 9 내지 11, SS 3 내지 4mg/L이다. 또한, 이 동안의 전체 잉여 오니량은 약 103g이다.

비교예 3

실시예 10 중, 오니 가용화조에서 NaOH를 첨가하고, 균질기에 의한 처리를 생략하는 이외에는, 동일 조건의 테스트를 동시 병행하여 실시한다. 그 결과, 침강조 유출수의 수질은 BOD 6 내지 11, SS 4 내지 5mg/L이다. 또한, 이 동안의 전체 잉여 오니량은 약 227g이다.

실시예 14

실시예 1 중, 오니 가용화조에서 균질기에 의한 처리 대신에 배플을 투입한 배관에 고압으로 가압 삽입하여, 순간적으로 상압 탱크에 방출하는 처리(압력 180kg/㎠, 유속 20L/분)를 5분 동안 실시하여, 동일 조건의 테스트를 실시한다. 그 결과, 침강조 유출수의 수질은 BOD 8 내지 12, SS 3 내지 4mg/L, 또한 pH는 6.3이다. 이 동안의 전체 잉여 오니량은 약 47g이다.

실시예 15

실시예 14 중, 가용화 오니의 황산에 의한 중화 처리를 삭제한 이외에는, 동일 조건의 테스트를 실시한다. 그 결과, 침강조 유출수의 수질은 BOD 8 내지 11, SS 5 내지 6mg/L, 또한 pH는 7.5이다. 또한, 이 동안의 전체 잉여 오니량은 약 51g이다.

본 발명에 따르면, 유기성 배수의 생물 처리에 의해 발생하는 잉여 오니를 종래의 가용화 처리 방법보다 효율적으로 효과적으로 가용화할 수 있으며, 별반 처리수의 수질의 악화를 초래하지 않으며, 이의 발생량을 현저하게 감소시킬 수 있다. 상기 (1)의 본 발명에서는 알칼리제에 의한 처리에 일정한 다른 처리를 조합한 특정한 가용화 처리보다 잉여 오니의 가용화 처리 시간을 단축하며, 약제의 사용량을 감소시켜 잉여 오니의 가용화가 촉진되어, 효율적이면서 효과적으로 잉여 오니를 가용화시켜, 잉여 오니를 현저하게 용적 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 (2)의 본 발명에서는 상기한 바와 같이 잉여 오니의 가용화 처리물을 고액 분리하여 수득한 농축 오니 분리 상을 가용화 처리에 의해 반복하여 순환 처리함으로써, 특히 처리수의 수질의 악화를 현저하게 억제하여, 잉여 오니를 현저하게 용적 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 (3)의 본 발명에서는 상기한 바와 같이 잉여 오니의 가용화 처리물을 고액 분리하여 수득한 농축 오니 분리 상을 가용화 처리에 의해 반복하여 순환 처리하는 것과 알칼리제에 의한 처리에 일정한 다른 처리를 조합한 특정한 가용화 처리의 상승 효과로서, 보다 한층 효율적이면서 효과적으로 처리수의수질의 악화를 현저하게 억제하여, 잉여 오니를 현저하게 용적 감소시킬 수 있다.

Claims (6)

1. 생물 처리조에서 유기성 배수를 생물 처리한 다음, 당해 생물 처리 혼합물을 고액 분리하여, 고액 분리된 오니의 일부 또는 전부에 당해 오니 중의 유기물을 가용화시키는 가용화 처리를 실시한 후, 생물 처리조로 반송하는 공정을 포함하며, 당해 가용화 처리가 알칼리제에 의한 처리와 함께 균질기에 의한 처리, 믹서에 의한 처리, 밀에 의한 처리, 고압과 순간적인 감압 팽창에 의한 처리 및 산화제에 의한 처리로부터 선택되는 하나 이상의 처리를 실시함으로써 이루어짐을 특징으로 하는, 유기성 배수의 처리 방법.
2. 제1항에 있어서, 산화제에 의한 처리가 pH 11 이상에서 실시됨을 특징으로 하는 방법.
3. 생물 처리조에서 유기성 배수를 생물 처리한 다음, 당해 생물 처리 혼합물을 고액 분리하여, 고액 분리된 오니의 일부 또는 전부에 당해 오니 중의 유기물을 가용화시키는 가용화 처리를 실시한 후, 생물 처리조로 반송하는 공정을 포함하며, 당해 가용화 처리를 실시한 오니를 고액 분리하여, 고액 분리된 농축 오니 분리 상의 일부 또는 전부가 가용화 처리에 1회 이상 순환되는 한편, 고액 분리된 오니 모액 분리 상이 생물 처리조로 반송됨을 특징으로 하는, 유기성 배수의 처리 방법.
4. 생물 처리조에서 유기성 배수를 생물 처리한 다음, 당해 생물 처리 혼합물을 고액 분리하여, 고액 분리된 오니의 일부 또는 전부에 당해 오니 중의 유기물을 가용화시키는 가용화 처리를 실시한 후, 생물 처리조로 반송하는 공정을 포함하며, 당해 가용화 처리를 실시한 오니를 고액 분리하여, 고액 분리된 농축 오니 분리 상의 일부 또는 전부가 가용화 처리에 1회 이상 순환되는 한편, 고액 분리된 오니 모액 분리 상이 생물 처리조로 반송되고, 당해 가용화 처리가 알칼리제에 의한 처리와 함께 균질기에 의한 처리, 믹서에 의한 처리, 밀에 의한 처리, 고압과 순간적인 감압 팽창에 의한 처리, 산화제에 의한 처리, 가열에 의한 처리 및 초음파에 의한 처리로부터 선택되는 하나 이상의 처리를 실시함으로써 이루어짐을 특징으로 하는, 유기성 배수의 처리 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 가용화 처리한 오니 또는 이의 고액 분리물을 생물 처리조로 반송할 때에 중화 처리를 실시함을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 가용화 처리한 오니 또는 이의 고액 분리물을 생물 처리조로 반송할 때에 산화제에 의한 탈색 처리를 실시함을 특징으로 하는 방법.