KR20130064173A - System for treating organic wastewater having high nitrogen content - Google Patents
System for treating organic wastewater having high nitrogen content Download PDFInfo
- Publication number
- KR20130064173A KR20130064173A KR20110130649A KR20110130649A KR20130064173A KR 20130064173 A KR20130064173 A KR 20130064173A KR 20110130649 A KR20110130649 A KR 20110130649A KR 20110130649 A KR20110130649 A KR 20110130649A KR 20130064173 A KR20130064173 A KR 20130064173A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- gas
- ammonia
- tank
- nitrogen
- anaerobic tank
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Abandoned
Links
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 83
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 40
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 127
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 118
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 102
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims abstract description 64
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims abstract description 64
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims abstract description 52
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 51
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 24
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000029087 digestion Effects 0.000 claims description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 15
- QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N hypochlorous acid Chemical compound ClO QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 5
- HSLKFDVLUCDISN-UHFFFAOYSA-N [N].CC(O)=O Chemical compound [N].CC(O)=O HSLKFDVLUCDISN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 abstract description 26
- 244000144972 livestock Species 0.000 abstract description 19
- 230000001079 digestive effect Effects 0.000 abstract description 15
- 239000010794 food waste Substances 0.000 abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 9
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 7
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 7
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 6
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- DQPISTPJWDOSBF-UHFFFAOYSA-N (diacetyloxyamino) acetate Chemical compound CC(=O)ON(OC(C)=O)OC(C)=O DQPISTPJWDOSBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- -1 chlorine ions Chemical class 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000282887 Suidae Species 0.000 description 3
- GPFIZJURHXINSQ-UHFFFAOYSA-N acetic acid;nitric acid Chemical compound CC(O)=O.O[N+]([O-])=O GPFIZJURHXINSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 2
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007084 catalytic combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 1
- 238000006298 dechlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000010840 domestic wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000002921 fermentation waste Substances 0.000 description 1
- 230000004720 fertilization Effects 0.000 description 1
- 244000144992 flock Species 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 1
- 239000006166 lysate Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 241001148471 unidentified anaerobic bacterium Species 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
- C02F3/302—Nitrification and denitrification treatment
- C02F3/305—Nitrification and denitrification treatment characterised by the denitrification
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/02—Biological treatment
- C02F11/04—Anaerobic treatment; Production of methane by such processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/28—Anaerobic digestion processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/38—Organic compounds containing nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/20—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from animal husbandry
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/20—Sludge processing
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
본 발명은 질소 함량이 높은 유기성 폐수 처리 시스템에 있어서, 유기성 폐수를 발효처리하는 메탄발효조; 메탄발효조로부터 배출되는 소화탈리액으로부터 암모니아를 제거하기 위한 혐기조; 혐기조로부터 배출되는 처리액을 전기분해하여 질소성분을 제거하는 전해질소제거부; 및 혐기조로부터 발생되는 폭기가스를 정제하기 위한 가스정제부를 포함하도록 한 질소함량이 높은 유기성 폐수 처리 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 축산폐수, 음식물쓰레기폐수 등과 같이 질소함량이 높은 고농도 폐수를 처리하고, 메탄발효처리에서 얻어지는 소화탈리액(발효액)을 혐기성 활성오니법을 사용하여 메탄발효액중의 질소량, 특히 암모니아태질소의 농도를 저감시킨 후, 후처리인 전해질소제거법에 의해 암모니아태질소 및 초산태질소와 같은 질소성분의 제거를 효율적이면서 확실하게 처리할 수 있다.The present invention provides an organic wastewater treatment system having a high nitrogen content, comprising: a methane fermentation tank for fermenting organic wastewater; An anaerobic tank for removing ammonia from the digestive leachate discharged from the methane fermentation tank; Electrolyte removal unit for removing nitrogen components by electrolysis of the treatment liquid discharged from the anaerobic tank; And it relates to an organic wastewater treatment system having a high nitrogen content to include a gas purification unit for purifying aeration gas generated from the anaerobic tank.
According to the present invention, by treating anaerobic wastewater with high nitrogen content, such as livestock wastewater and food waste wastewater, the digestive leachate (fermentation liquid) obtained in the methane fermentation process using anaerobic activated sludge method, especially ammonia state After the concentration of nitrogen is reduced, the removal of nitrogen components such as ammonia nitrogen and nitrogen nitrogen can be efficiently and reliably treated by an electrolytic denitrification method which is a post-treatment.
Description
본 발명은 질소함량이 높은 유기성 폐수 처리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 축산폐수, 음식물쓰레기폐수 등과 같이 질소함량이 높은 고농도 폐수를 처리하고, 메탄발효처리에서 얻어지는 소화탈리액(발효액)을 혐기성 활성오니법을 사용하여 메탄발효액중의 질소량, 특히 암모니아태질소의 농도를 저감시킨 후, 후처리인 전해질소제거법에 의해 암모니아태질소 및 초산태질소와 같은 질소성분의 제거를 효율적이면서 확실하게 처리하도록 구성된 질소함량이 높은 유기성 폐수 처리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an organic wastewater treatment system having a high nitrogen content, and more particularly, to treating a high concentration wastewater having a high nitrogen content such as a livestock wastewater and food waste wastewater, and treating anaerobic desorption liquid (fermented liquid) obtained in a methane fermentation treatment. The sludge method is used to reduce the amount of nitrogen in the methane fermentation solution, especially the concentration of ammonia nitrogen, and then to efficiently and reliably remove nitrogen components such as ammonia nitrogen and nitrogen acetate by the post-treatment electrolytic nitrogen removal method. It relates to an organic wastewater treatment system having a high content of nitrogen.
일반적으로, 돈사 및 우사 등의 축사로부터 배출되는 축산폐수는 일반가정에서 배출되는 생활폐수와 비교해서 고형 물질이 많고, 생물화학적산소요구량(dlgk, 'BOD'라 함)이 높다는 특수성을 가지고 있다. 이러한 축산폐수와 같은 고부하의 폐수처리에 적합한 메탄발효법과 정화능력이 뛰어난 활성오니법을 조합한 처리시스템을 축산폐수처리에 이용하는 방법이 제안되어 있다.In general, the livestock wastewater discharged from livestock houses such as pigs and barns has a special characteristic that it has a lot of solid materials and high biochemical oxygen demand (dlgk, 'BOD') compared with the domestic wastewater discharged from a general household. A method using a treatment system combining a methane fermentation method suitable for high-load wastewater treatment such as livestock wastewater and an activated sludge method with excellent purification ability for livestock wastewater treatment has been proposed.
소, 돼지 등의 분뇨인 축산폐기물 및 음식물 쓰레기 등의 유기성 폐기물을 혐기성 미생물에 의해서 메탄발효처리를 하면, 메탄가스(CH4)와 이산화탄소가스(CO2)를 주성분으로 하는 소화가스와, 발효잔재로써 미분해된 유기물, 고형물, SS로 불리는 현탁물질 또는 부유물질을 포함한 메탄발효후의 처리액, 즉 소화탈리액이 발생한다.When methane fermentation is carried out by anaerobic microorganisms of organic wastes such as cattle and pigs, manure such as livestock waste and food waste, digested gas mainly composed of methane gas (CH 4 ) and carbon dioxide gas (CO 2 ), and fermentation residues. As a result, a treatment solution after fermentation of methane, that is, undigested organic matter, solid matter, suspended matter called SS, or suspended matter, that is, digestive desorption solution, is generated.
메탄발효법은 혐기성 미생물의 작용에 의해서 주로 유기물을 메탄가스와 이산화탄소가스로 분해처리하는 방법이고, 분해생성물인 메탄가스를 회수하여 열에너지로 활용할 수 있는 이점을 가지고 있다. 이 중에서 소화가스는 가스이용 시스템 등에 유용한 에너지로써 활용되지만, 소화탈리액은 액비 및 콤포스트(compost)에 이용하는 방법 외에는 환경오염물질이 되기 때문에 적정한 정화처리를 할 필요가 있다. 특히 최근에 소화탈리액 속에 포함되어 있는 질소 및 인에 의한 환경 오염이 심각해지고 있어서 소화탈리액을 저렴하고 유효하게 처리할 수 있는 기술확립이 시급해지고 있다.The methane fermentation method is mainly a method of decomposing organic matter into methane gas and carbon dioxide gas by the action of anaerobic microorganisms, and has the advantage that can be used as thermal energy by recovering methane gas, a decomposition product. Among these, digestive gas is utilized as energy useful for a gas use system, etc., but since the extinguishing leachate becomes an environmental pollutant except for the method used for liquid fertilization and compost, it is necessary to perform an appropriate purification treatment. In particular, in recent years, environmental pollution by nitrogen and phosphorus contained in the digestive desorbent has become serious, and it is urgent to establish a technology that can effectively treat the digestive detachment solution.
활성오니법은 호기성 미생물의 플록(flock)인 활성오니와 폐수를 연속적으로 폭기처리하여 활성오니와 폐수를 접촉시킴으로써 폐수중의 유기물을 탄소가스와 물로 분해하는 것이며, BOD 값이 낮고 청정도가 높은 처리수를 얻을 수 있다는 이점이 있다. 그러나 활성오니법은 고부하의 처리에는 적합하지 않고, 고농도의 축산폐수를 그대로 처리하면, 활성오니의 활성을 저감시키고 미생물을 사멸시킬 수 있는 위험성이 있다. 여기서 전처리로써 고부하의 폐수처리에 적합한 메탄발효법에 의해서, 사전에 축산폐수의 소화 및 분해를 어느 정도 진행시켜 놓으면, 활성오니법의 튀어난 정화능력을 활용한 폐수처리가 실현 가능하게 될 수 있다.The activated sludge process continuously aerations the activated sludge, which is the flock of aerobic microorganisms, and the wastewater, and decomposes the organic matter in the wastewater into carbon gas and water by contacting the activated sludge with the wastewater, and has a low BOD value and high cleanness. There is an advantage in that a number can be obtained. However, the activated sludge method is not suitable for high-load treatment, and if the livestock wastewater of high concentration is treated as it is, there is a risk of reducing the activity of the activated sludge and killing microorganisms. In this case, if the digestion and decomposition of the livestock wastewater is advanced to some extent by the methane fermentation method suitable for high load wastewater treatment, the wastewater treatment utilizing the excellent purification ability of the activated sludge process can be realized.
도 1은 종래의 기술에 따른 축산폐수 처리 시스템을 도시한 구성도이다.1 is a block diagram showing a livestock wastewater treatment system according to the prior art.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 축산폐수 처리 시스템(10)은 메탄발효에 의한 소화탈리액을 호기성 활성오니법을 이용하여 정화처리하는 시스템으로서, 돈사 및 우사 등의 축사로부터 배출되는 축산폐수를 메탄발효조(11)에 의해 메탄발효처리한 후, 탈수기(12)로 탈수하여 얻어지는 발효액을 발효액저장조(13)에 저장하고, 스크린(14)을 통과한 발효액이 블로워(15a)에 의해 폭기가스를 공급되는 폭기조(15)에서 폭기하면서 활성오니에 의해 정화처리되도록 하고, 폭기처리 후의 폐수로부터 활성오니 등의 고형물을 침전조(16)에서 침전에 의해 분리 제거되도록 한다.As shown in FIG. 1, the conventional livestock
이와 같은 종래의 축산폐수 처리 시스템(10)은 축사로부터 배출된 축산폐수를 메탄발효조(11)에서 폐수중의 유기성 고형물이 어느 정도 소화처리되도록 하고, 탈수기(12)로 발효액을 추출한 후, 일단 발효액저장조(13)에 저류시킨 다음, 펌프에 의해서 발효액이 폭기조(15)로 이송되도록 한다. 발효액 중에 잔존하는 고형물은 스크린(14)에서 제거되도록 한다. 또한, 폭기조(15)에서 활성오니에 의해 정화처리된 폐수는 침전조(16)로 유도되어 혼존하는 호기성 활성오니 등의 고형물을 침강 분리시킨 다음, 침전조(16) 상부의 청정액만을 방류한다. 침전조(16)에서 분리된 활성오니는 펌프에 의해서 배출되고, 나머지는 잉여오니로써 배출된다. The conventional livestock
그러나, 종래의 축산폐수 처리 시스템(10)은 다음과 같은 문제점을 가진다. However, the conventional livestock
첫째, 메탄발효처리에서 얻어지는 메탄발효액은 암모니아 농도가 굉장히 높기 때문에 폭기조내에 존재하는 활성오니의 활성에 악영향을 줄 수 있는 위험성이 있다. 일반적으로, 단백질을 혐기처리하면 분해생성물로써 암모니아가 생성되기 때문에 메탄발효처리후의 암모니아태질소는 원폐수보다도 증가한다. 축산폐수는 총질소량이 1,500~5,000mg/L로 고농도이면서, 배설물에 유래하는 암모니아태질소가 총질소량에 점유하는 비율이 높다. 이 때문에 메탄발효액의 암모니아태질소농도는 굉장히 높기 때문에 폭기조에서의 암모니아 저해 영향으로 활성오니에 의한 부유물질농도(SS) 및 BOD 처리를 저하시킬 수 없도록 방해작용을 한다.First, the methane fermentation liquid obtained in the methane fermentation process has a high ammonia concentration, there is a risk that may adversely affect the activity of the activated sludge present in the aeration tank. In general, the anaerobic treatment of proteins produces ammonia as a decomposition product, so that the ammonia nitrogen after methane fermentation increases more than the original wastewater. Livestock wastewater has a high concentration of 1,500 to 5,000mg / L of total nitrogen, and a high proportion of ammonia nitrogen derived from feces occupies the total nitrogen. For this reason, since the ammonia nitrogen concentration of the methane fermentation solution is very high, the ammonia inhibition effect in the aeration tank prevents the reduction of suspended solids concentration (SS) and BOD treatment by activated sludge.
둘째, 메탄발효액은 총질소량이 많고, 또한 BOD에 대한 비율도 높다. 이 때문에 폭기조에서의 공기 공급량이 과다하게 되면, 활성오니중의 미생물에 의해서, 암모니아(NH3)가 아초산(NO2) 및 초산(NO3)으로 생성되는 초화작용이, 아초산 및 초산을 질소가스(N2)로 변환하는 탈질작용을 상회하여, 아초산 및 초산이 폭기조에 축적되는 경우가 발생한다. 그 결과, 폭기조내의 pH가 활성오니의 활성에 적당한 범위보다 저하하여 폐수의 처리불량을 유발하는 위험성이 있다.Second, methane fermentation broth has a high total nitrogen content and a high ratio of BOD. For this reason, when the amount of air supplied from the aeration tank is excessive, the ammonia (NH 3 ) is produced by acetic acid (NH 3 ) and acetic acid (NO 2 ) and acetic acid (NO 3 ) by the microorganisms in the activated sludge. to above the denitrification to convert nitrogen gas (N 2), O occurs when the acetate and acetic acid accumulated in the aeration tank. As a result, there is a risk that the pH in the aeration tank is lower than the range suitable for the activity of the activated sludge, causing the wastewater to be treated poorly.
셋째, 폭기조에 있어서의 폐수의 처리능력은 활성오니량에 비례한다. 그런데 종래기술에서는 폭기조로부터 유출되는 처리수의 고액불리를 침전조에서 침강분리법으로 처리하고 있기 때문에, 침전조 상부의 청정액의 성상을 악화시키지 않도록 하기 위해서는, 폭기조에서의 부유물농도(MLSS)를 너무 높게 할 수가 없다. 본래, 폭기조의 MLSS는 2,000~5,000mg/L 정도로 설정되어 있고, 이 값을 높게 하면 활성오니가 증대하기 때문에 처리능력을 향상시킬 수는 있지만, 방류하는 청정액의 성상에 악역향을 끼칠 가능성이 있다. 따라서 종래의 처리설비에서 정화능력을 증대시킬려면, 폭기조의 용량을 크게 하지 않으면 안 된다.Third, the wastewater treatment capacity in the aeration tank is proportional to the amount of activated sludge. However, in the prior art, since the solid solution of the treated water flowing out of the aeration tank is treated by sedimentation in the sedimentation tank, in order to prevent deterioration of the clean liquid at the upper part of the sedimentation tank, the concentration of suspended solids (MLSS) in the aeration tank is too high. I can't. Originally, the MLSS of the aeration tank is set at about 2,000 to 5,000 mg / L. If this value is increased, the activated sludge increases, so that the processing capacity can be improved, but there is a possibility of adverse effects on the properties of the discharged clean liquid. have. Therefore, in order to increase the purification capability in the conventional treatment equipment, the capacity of the aeration tank must be increased.
넷째, 폭기조의 처리능력을 너무 높게 할 수 없기 때문에, 발효액의 BOD가 굉장히 크고, 고농도일 경우에는 폭기조에 있어서 또는 폭기조에 도입하기 전에 발효액을 희석할 필요가 있다.Fourth, since the processing capacity of the aeration tank cannot be made too high, the BOD of the fermentation broth is very large, and when the concentration is high, it is necessary to dilute the fermentation broth in the aeration tank or before introducing into the aeration tank.
다섯째, 침전조에 있어서 침강분리법에 의한 고액분리를 하여 얻은 청정액은, 그 성상이 침전조의 유입수량 및 활성오니의 성질로부터 영향을 받기 쉽다. 즉, 침전조 유입수량이 변동하거나 활성오니의 성질변화가 생겼을 경우, 방류수의 SS가 상승하는 등의 처리불량을 일으킬 위험성이 있다.Fifth, the cleansing liquid obtained by solid-liquid separation by the sedimentation separation method in a sedimentation tank is easy to be affected by the inflow water amount of a sedimentation tank, and the property of activated sludge. That is, when the inflow of the sedimentation tank or the change in the properties of the activated sludge occurs, there is a risk of causing a poor treatment, such as an increase in the SS of the effluent.
여섯째, 침전조에서 방류되는 방류수에는 처리되지 못한 암모니아태질소 및 초산태질소 등이 다량 포함되어 있어, 환경을 오염시킬 수 있는 위험성이 충분히 남아 있다.Sixth, the discharged water discharged from the sedimentation tank contains a large amount of untreated ammonia nitrogen and acetic acid nitrogen, so that there is a sufficient risk of contaminating the environment.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 축산폐수, 음식물쓰레기폐수 등과 같이 질소함량이 높은 고농도 폐수를 처리하고, 메탄발효처리에서 얻어지는 소화탈리액(발효액)을 혐기성 활성오니법을 사용하여 메탄발효액중의 질소량, 특히 암모니아태질소의 농도를 저감시킨 후, 후처리인 전해질소제거법에 의해 암모니아태질소 및 초산태질소와 같은 질소성분의 제거를 효율적이면서 확실하게 처리하도록 한다. 따라서, 본 발명은 소화탈리액의 처리를 효율적으로 행하여 암모니아를 완벽하게 처리할 수 있고, 혐기조에서 메탄발효에 의한 소화탈리액을 암모니아 스트리핑 프로세스로 처리한 다음, 전해질소제거장치에서 확실하게 암모니아태질소 및 초산태질소를 제거하는데 목적이 있다.In order to solve the conventional problems as described above, the present invention treats high concentration wastewater with high nitrogen content, such as livestock wastewater, food waste wastewater, etc., and uses the anaerobic activated sludge process as the digestive leachate (fermented liquid) obtained in the methane fermentation treatment. By reducing the amount of nitrogen in the methane fermentation solution, especially the concentration of ammonia nitrogen, the removal of nitrogen components such as ammonia nitrogen and nitric acid acetate is efficiently and reliably treated by post-treatment electrolytic nitrogen removal. Therefore, the present invention can efficiently treat ammonia stripping solution so that ammonia can be completely treated, and after treating the digestion stripping liquid by methane fermentation in an anaerobic tank with an ammonia stripping process, the ammonia nitrogen and Its purpose is to remove nitrogen acetate.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention will be readily understood through the following description of the embodiments.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면, 질소 함량이 높은 유기성 폐수 처리 시스템에 있어서, 유기성 폐수를 발효처리하는 메탄발효조; 상기 메탄발효조로부터 배출되는 소화탈리액으로부터 암모니아를 제거하기 위한 혐기조; 상기 혐기조로부터 배출되는 처리액을 전기분해하여 질소성분을 제거하는 전해질소제거부; 및 상기 혐기조로부터 발생되는 폭기가스를 정제하기 위한 가스정제부를 포함하는 것을 특징으로 하는 질소함량이 높은 유기성 폐수 처리 시스템이 제공된다.In order to achieve the above object, according to an aspect of the present invention, the organic wastewater treatment system having a high nitrogen content, methane fermentation tank for fermenting the organic wastewater; An anaerobic tank for removing ammonia from the digestion leachate discharged from the methane fermentation tank; Electrolyte removal unit for removing nitrogen components by electrolysis of the treatment liquid discharged from the anaerobic tank; And a gas purifying unit for purifying aeration gas generated from the anaerobic tank, wherein the organic wastewater treatment system having a high nitrogen content is provided.
상기 가스정제부에서 정제된 정제가스를 상기 혐기조에 공급하여 암모니아 스트립핑 공정에 폭기용 가스로 사용하도록 하는 정제가스재활용공급부를 더 포함할 수 있다.The gas purification unit may further include a purified gas recycling supply unit supplying the purified gas to the anaerobic tank to be used as an aeration gas in the ammonia stripping process.
상기 전해질소제거부는, 암모니아태질소 및 초산태질소를 제거하기 위해서 차아염소산(HClO)을 사용할 수 있다.The electrolytic chlorine removing unit may use hypochlorous acid (HClO) to remove ammonia nitrogen and nitric acetate.
상기 가스정제부는, 상기 혐기조로부터 배출되는 폭기가스와 함께 상기 메탄발효조로부터 배출되는 소화가스를 공급받아 함께 정제할 수 있다.The gas purification unit may receive the digestion gas discharged from the methane fermentation tank together with the aeration gas discharged from the anaerobic tank to purify together.
상기 정제가스재활용공급부는, 상기 가스정제부로부터 정제된 정제가스가 배출되는 배출라인으로부터 상기 혐기조로 정제가스를 공급하기 위한 정제가스공급라인; 상기 정제가스공급라인에 정제가스의 유량을 측정하도록 설치되는 정제가스유량계; 및 상기 정제가스공급라인에 정제가스의 유량을 조절하도록 설치되는 유량조절밸브를 포함하고, 상기 혐기조로부터 처리액이 상기 전해질소제거부로 공급되도록 하는 이송라인에 설치된 암모니아농도계에 의해서 상기 처리액 중의 암모니아 검출치를 수신받고, 상기 정제가스유량계로부터 출력되는 정제가스의 유량 측정치를 수신받으며, 상기 암모니아 검출치가 정해진 목표치 또는 목표치의 범위에 해당하도록 상기 유량조절밸브를 제어함으로써 상기 혐기조로의 정제가스 공급량을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The refinery gas recycling supply unit may further include a refinery gas supply line for supplying refinery gas to the anaerobic tank from a discharge line through which the refined gas purified from the gas purification unit is discharged; A refinery gas flow meter installed to measure a flow rate of the refinery gas in the refinery gas supply line; And a flow rate control valve installed in the refinery gas supply line to adjust the flow rate of the refinery gas, and the ammonia in the process solution by an ammonia concentration meter installed in a transfer line to supply the process solution from the anaerobic tank to the electrolytic deoxidation unit. Receives a detection value, receives a flow rate measurement of the refinery gas output from the refinery gas flow meter, and controls the amount of refinery gas supply to the anaerobic tank by controlling the flow control valve so that the ammonia detection value corresponds to a predetermined target value or a range of target values. The control unit may further include a.
본 발명에 따른 질소함량이 높은 유기성 폐수 처리 시스템에 의하면, 축산폐수, 음식물쓰레기폐수 등과 같이 질소함량이 높은 고농도 폐수를 처리하고, 메탄발효처리에서 얻어지는 소화탈리액(발효액)을 혐기성 활성오니법을 사용하여 메탄발효액중의 질소량, 특히 암모니아태질소의 농도를 저감시킨 후, 후처리인 전해질소제거법에 의해 암모니아태질소 및 초산태질소와 같은 질소성분의 제거를 효율적이면서 확실하게 처리할 수 있다.According to the organic wastewater treatment system having a high nitrogen content according to the present invention, the wastewater having a high concentration of nitrogen such as animal wastewater and food waste wastewater is treated, and the digestive desorption liquid (fermented liquid) obtained in the methane fermentation treatment is used for the anaerobic activated sludge process. By reducing the amount of nitrogen in the methane fermentation solution, in particular, the concentration of ammonia nitrogen, the removal of nitrogen components such as ammonia nitrogen and nitrogen acetate can be efficiently and reliably treated by post-treatment electrolytic nitrogen removal.
도 1은 종래의 기술에 따른 축산폐수 처리 시스템을 도시한 구성도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 질소함량이 높은 유기성 폐수 처리 시스템을 도시한 구성도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 질소함량이 높은 유기성 폐수 처리 시스템의 전해질소제거부를 도시한 구성도이다.1 is a block diagram showing a livestock wastewater treatment system according to the prior art,
2 is a block diagram showing an organic wastewater treatment system having a high nitrogen content according to an embodiment of the present invention,
3 is a block diagram showing an electrolyte deoxidation unit of an organic wastewater treatment system having a high nitrogen content according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해 되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but is to be understood to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention, And the scope of the present invention is not limited to the following examples.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations thereof will be omitted.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 질소함량이 높은 유기성 폐수 처리 시스템을 도시한 구성도이다.2 is a block diagram showing an organic wastewater treatment system having a high nitrogen content according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 질소함량이 높은 유기성 폐수 처리 시스템(100)은 메탄발효조(110)와, 혐기조(120)와, 전해질소제거부(130)와, 가스정제부(140)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the organic
메탄발효조(110)는 유기성 폐수를 발효처리하도록 하는데, 유기성 폐수에는 유기성 폐기물을 포함한다. 소 및 돼지 등의 축산폐기물, 그리고 음식물 쓰레기 등의 유기성 폐기물은 필요에 따라서 분파 또는 분쇄되어 슬러리화 된 후, 펌프 등을 이용하여 메탄발효조(110)에 투입되어 메탄발효가 시작된다. 메탄발효조(110)에는 메탄균 등의 혐기성 미생물이 부착된 고정화미생물을 충전한 고정 블록이 설치되어 있고, 슬러리의 메탄발효가 이루어지도록 하고, 혐기성 미생물에 의한 유기성 폐기물의 분해가 이루어진다. The
메탄발효조(110)는 메탄발효온도가 50~60℃일 수 있는데, 메탄발효온도에 의해서 보다 활성이 높은 고온 메탄균에 의한 발효가 행하여지기 때문에 유기성 폐기물의 분해속도를 한 층 더 향상시킬 수 있고, 내부에는 교반처리장치가 설치되어 있어서 유기성 폐기물인 슬러리의 교반이 이루어진다. 여기서, 슬러리의 교반방법은 펌프에 의한 슬러리의 순환일 수 있고, 이 밖에도 소화가스의 일부를 펌프에 의해서 메탄발효조(110)의 하부로 블로잉하여 버블링에 의해 교반할 수도 있다. 또한, 일정시간마다 공급되는 슬러리와 동량의 소화탈리액이 배관을 통하여 메탄발효조(110)로부터 배출되고, 메탄발효조(110)의 내부에는 항상 일정량의 슬러리로 충만되어 있도록 메탄발효조(110)를 구성할 수도 있다. The
메탄발효조(110)로부터 배출된 메탄발효 폐액인 소화탈리액은 배관을 통하여 혐기조(120)로 보내지고, 메탄발효에 의해서 생성된 소화가스는 가스정제부(140)에서 암모니아태질소 등의 유해성분이 제거되고, 정제가스는 배관을 통하여 가스저장탱크(미도시)에 보관되어 연료전지 발전장치, 가스엔진 등의 발전기 및 보일러의 연료로 사용되도록 할 수 있다.Digestion and desorption liquid, which is the methane fermentation waste liquid discharged from the
혐기조(120)는 메탄발효조(110)로부터 배출되는 소화탈리액으로부터 암모니아를 제거하도록 한다. The
전해질소제거부(130)는 혐기조(120)로부터 배출되는 처리액을 전기분해하여 질소성분을 제거하도록 한다. The
가스정제부(140)는 혐기조(120)로부터 발생되는 폭기가스를 정제하기 위한 것으로서, 혐기조(120)로부터 배출되는 폭기가스와 함께 메탄발효조(110)로부터 배출되는 소화가스를 공급받아 함께 정제할 수 있으며, 암모니아태질소 등의 유해성분을 제거할 수 있으면 사용이 가능하고, 예를 들면, 산화철 및 활성탄 등의 재료가 충전되어 있는 장치가 적합하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 질소함량이 높은 유기성 폐수 처리 시스템(100)은 가스정제부(140)에서 정제된 정제가스를 혐기조(120)에 공급하여 암모니아 스트립핑 공정에 폭기용 가스로 사용하도록 하는 정제가스재활용공급부(150)를 더 포함할 수 있다.Organic
정제가스재활용공급부(150)는 가스정제부(140)로부터 블로워(141)에 의해 정제된 정제가스가 배출되는 배출라인(142)으로부터 혐기조(120)로 정제가스를 공급하기 위한 정제가스공급라인(151)과, 정제가스공급라인(151)에 정제가스의 유량을 측정하도록 설치되는 정제가스유량계(152)와, 정제가스공급라인(151)에 정제가스의 유량을 조절하도록 설치되는 유량조절밸브(153)를 포함할 수 있다. The purified gas
이와 같은 정제가스재활용공급부(150)에 의해서, 가스정제부(140)에서 정제된 가스의 일부 또는 전부가 정제가스공급라인(151)을 통해서 혐기조(120)로 이송되어 유기물의 분해와 함께 폭기처리된다. 소화탈리액중의 암모니아는 소화가스에 동반시켜서 소화탈리액으로부터 분리 유출되어, 메탄발효조(110) 상부로부터 직접 도출된 소화가스와 함께 가스정제부(140)에 도입되어 암모니아가 제거된다.By the purified gas
혐기조(120)로부터 처리액, 즉 혐기처리수를 전해질소제거부(130)로 공급되도록 이송시키는 이송라인(131)에는 혐기처리수에 대한 암모니아 농도를 측정하도록 하는 암모니아농도계(132)가 설치될 수 있다. 따라서, 암모니아농도계(132)에 의해서 혐기처리수 중의 암모니아 농도를 모니터링하여 정제가스재활용공급부(150)의 유량조절밸브(153)를 제어함으로써, 정제가스유량계(152)에 의한 폭기가스의 유량조정이 가능해진다.
즉, 암모니아농도계(132)에 의해서 혐기처리수 중의 암모니아 검출치를 출력하여, 이 검출치와 함께 미리 설정된 혐기처리수 중의 암모니아 농도의 목표 상한치 또는 하한치를 비교하여, 폭기가스의 유량의 증가 또는 감소를 결정한다. 예를 들면, 검출치가 목표치의 상한보다 클 경우에는 유량조절밸브(153)를 열어서 폭기가스의 유량을 증가시킨다. 폭기가스에 의한 폭기처리를 우선적으로 처리하여 혐기처리수의 암모니아 농도를 저하시킬 수 있다. 반면에 검출치가 목표치의 하한보다 작을 경우에는 유량조절밸브(153)를 조여서 폭기가스의 유량을 저감시킨다. 폭기가스의 유량을 필요 최저한으로 억제하여, 소화가스량을 증대시켜 발전 등의 가스이용시스템으로서 유효하게 이용할 수 있다.That is, the
유량조절밸브(153)에 의한 폭기가스의 유량을 조절하는 목표치, 즉 혐기처리수 중의 암모니아 농도의 목표치는 100~400mgN/L 임이 적합하다. 왜냐하면, 목표치의 하한치가 100mgN/L 미만이면, 폭기가스의 유량증가 효과가 작아지기 때문에 적합하지 않다. 그리고, 이러한 목표치는 반드시 상한치와 하한치가 일정한 폭을 가지지 않아도 되고, 하나의 경계치여도 무방하다. 혐기조(120)에 공급되는 폭기가스의 유량은 혐기처리수의 배출량 1에 대해서 체적비로 100~1,000배로 하는 것이 적합하다.The target value for adjusting the flow rate of the aeration gas by the flow
암모니아농도계(132)에 의해 측정된 암모니아 검출치가 목표치 또는 목표치의 범위에 해당하도록 조작하는 것을 자동으로 제어하기 위하여, 제어부(160)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제어부(160)는 혐기조(120)로부터 처리액, 즉 혐기처리수가 전해질소제거부(130)로 공급되도록 하는 이송라인(131)에 설치된 암모니아농도계(132)에 의해서 처리액 중의 암모니아 검출치를 수신받고, 정제가스유량계(152)로부터 출력되는 정제가스의 유량 측정치를 수신받으며, 암모니아 검출치가 정해진 목표치 또는 목표치의 범위에 해당하도록 유량조절밸브(153)를 제어함으로써 혐기조(20)로의 정제가스 공급량을 제어하도록 한다.The
전해질소제거부(130)는 혐기조(120)에 의한 혐기처리후의 처리액을 방류해도 무방하지만, 이 처리액에는 소정치의 암모니아성 질소성분이 남아 있기 때문에 전기분해장치인 전해질소제거부(130)를 통해서 완벽하게 처리하도록 한다. 한편, 혐기조(120)로서는 혐기성 세균에 의해서 소화탈리액중의 유기물이 분해가능하게 구성되어 있으면 사용이 무방하다.The
전해질소제거부(130)는 암모니아태질소 및 초산태질소를 제거하기 위해서 차아염소산(HClO)을 사용할 수 있는데, 이를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The electrolyte
도 3에 도시된 바와 같이, 전해질조제거부(130)는 혐기조(120)에 의해 처리된 처리액을 피처리수로 하여 수용하는 전해조(133)와, 전해조(133)내에 설치되는 양극전극(134) 및 음극전극(135)과, 양극전극(134)과 음극전극(135) 사이에 전류가 흐르도록 전원을 공급하는 전원공급부(136)를 포함할 수 있다. 따라서, 양극전극(134)과 음극전극(135) 사이에 전류가 흐르게 됨으로써 전해조(133) 내의 피처리수에 대한 전해처리가 이루어지도록 한다.As shown in FIG. 3, the electrolytic
전해조(133)에서는 양극전극(134)과 음극전극(135) 사이에 전류가 흐름으로써 아래의 화학식 1 및 2와 같은 반응이 일어난다.In the
먼저, 피처리수에 포함되어 있는 염소이온이 화학식 1에 표시된 것과 같이, 양극 측에서 산화되어 염소가스가 되고, 염소가스의 일부는 화학식 2에서 표시하는 것과 같이 수화하여 차아염소산이 된다.First, chlorine ions contained in the water to be treated are oxidized on the anode side to form chlorine gas, as shown in the formula (1), and a part of the chlorine gas is hydrated as shown in formula (2) to form hypochlorous acid.
[화학식 1][Formula 1]
2Cl- ⇒ Cl2↑ + 2e- 2Cl - ⇒ Cl 2 ↑ + 2e -
[화학식 2][Formula 2]
Cl2 + H2O ⇒ HCl + HClO Cl 2 + H 2 O ⇒ HCl + HClO
그리고, 피처리수 중의 암모니아는 아래의 화학식 3과 같이 차아염소산과 반응하여 질소가스가 되어 피처리수로부터 제거된다.In addition, ammonia in the water to be treated is reacted with hypochlorous acid as shown in the following Chemical Formula 3 to form nitrogen gas and is removed from the water to be treated.
[화학식 3](3)
2/3NH3 + HClO ⇒ 1/3N2↑ + HCl + H2O 2 / 3NH 3 + HClO ⇒ 1 / 3N 2 ↑ + HCl + H 2 O
또한, 피처리수 중의 암모니움이온은 아래의 화학식 4와 같이 차아염소산과 반응하여 질소가스로 변하여 피처리수로부터 제거된다. In addition, the ammonium ions in the water to be treated are reacted with hypochlorous acid as shown in Chemical Formula 4 below to be converted into nitrogen gas and removed from the water.
[화학식 4][Formula 4]
2NH4 + + 4HClO + 2e- ⇒ N2↑ + 4HCl + 4H2O2NH 4 + + 4HClO + 2e - ⇒ N 2 ↑ + 4HCl + 4H 2 O
전해질소제거부(130)에는 피처리수 중의 염소이온 농도가 낮은 경우에 피처리수에 염소이온을 공급하는 물질, 즉 염화나트륨(NaCl)을 첨가하는 기구가 설치되는 것이 적합하다. 또한, 전해조(133) 내에 도입된 피처리수에 초산이온이 포함되어 있는 경우, 초산이온은 음극 표면에서 아초산이온을 거쳐서 아래의 화학식 5 및 6에서와 같이 암모니아로 환원된다.The
[화학식 5][Chemical Formula 5]
NO3 - + H2O + 2e- ⇒ NO2 - + 2OH- NO 3 - + H 2 O + 2e - ⇒ NO 2 - + 2OH -
[화학식 6][Formula 6]
NO2 - + 5H2O + 6e- ⇒ NH3 + 7OH- NO 2 - + 5H 2 O + 6e - ⇒ NH 3 + 7OH -
화학식 6에 의해서 생성된 암모니아는 화학식 2에서 생성된 차아염소산과 반응하여 화학식 3에 의해서 피처리수로부터 제거된다. The ammonia produced by the formula (6) is removed from the water to be treated by the formula (3) by reacting with the hypochlorous acid produced by the formula (2).
화학식 1부터 화학식 6의 일련의 반응이 전해조(133) 내부에서 연속적으로 생성되어, 피처리수로부터 암모니아태질소, 초산태질소 및 아초산태질소 등이 완벽하게 제거된다. A series of reactions of Chemical Formula 1 to Chemical Formula 6 are continuously generated in the
이와 같이, 본 발명에 따르면, 유기성 폐기물을 메탄발효조(110)내에 투입하여 혐기성 미생물에 의해서 메탄발효처리시켜 소화가스 및 소화탈리액으로 배출한다. 메탄발효조(110)에서 발생하는 소화가스로부터 암모니아를 포함한 불순물 등을 제거하여 정제가스로 만드는 가스정제공정 처리 후, 이 정제가스의 일부 또는 전부를 폭기가스로 이용하여 혐기조(120)를 폭기처리하고, 폭기처리후의 가스를 다시 가스정제부(140)에서 처리한다. 그리고, 소화탈리액 중의 암모니아 농도, 또는 폭기처리후의 처리수 중의 암모니아 농도를 측정하여, 이 측정치에 따라서 폭기가스의 공급량을 제어함으로써 암모니아의 농도를 소정치 이하로 유지할 수 있다.As described above, according to the present invention, the organic waste is introduced into the
또한, 암모니아 농도의 측정치에 따라서 폭기가스의 공급량을 제어할 수 있도록 하였기 때문에 최적의 폭기가스량을 공급할 수 있게 되고, 소화가스를 효율적으로 이용할 수 있게 된다. 또한, 폭기처리후의 가스를 다시 한 번 가스정제부(140)에서 처리할 수 있도록 하였기 때문에 암모니아 스트립핑 프로세스와 같이 촉매연소장치가 필요하지 않고 간단하게 장치를 구성할 수 있게 된다.In addition, since the supply amount of the aeration gas can be controlled according to the measurement value of the ammonia concentration, the optimum amount of the aeration gas can be supplied, and the extinguishing gas can be efficiently used. In addition, since the gas after the aeration treatment can be processed once again in the
가스정제부(140)의 정제 공정후의 소화가스를 폭기가스로써 이용하기 때문에 폭기가스로부터 암모니아 등의 불순물이 제거되어 있다. 이로써 소화탈리액으로부터의 암모니아 제거효율을 한 층 더 높일 수 있게 된다.Since the digestion gas after the purification process of the
또한, 메탄발효조(110)로부터 배출된 소화탈리액 및 폭기가스를 혐기조(120)에 도입하여, 혐기조(120)에서 소화탈리액중의 유기물을 분해함과 동시에 폭기처리를 하는 것이 적합하다. 이렇게 하면, 혐기조(120)에 있어서 유기물의 분해와 폭기처리를 동시에 행할 수 있게 되기 때문에, 종래의 미생물처리 프로세스와 같이 혐기조 및 폭기조를 별도로 설치할 필요가 없고, 종래의 미생물처리 프로세스보다 간편한 방법으로 암모니아를 처리할 수 있다. 한편, 혐기조(120)에서 처리된 후 전해질소제거부(130)로 이송되는 처리액에는 혐기조(10)의 암모니아 시트립핑 프로세스에서 제거되지 못한 암모니아태질소 및 초산태질소 등이 남아 있다. 이러한 암모니아태질소 및 초산태질소를 전해질소제거부(130)에서 전기분해에 의해 확실하게 처리한다.In addition, it is suitable to introduce the digestive desorption liquid and the aeration gas discharged from the
이와 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, it is to be understood that various changes and modifications may be made without departing from the spirit of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the following claims.
110 : 메탄발효조 120 : 혐기조
130 : 전해질소제거부 131 : 이송라인
132 : 암모니아농도계 133 : 전해조
134 : 양극전극 135 : 음극전극
136 : 전원공급부 137 : 배수라인
138 : 개폐밸브 140 : 가스정제부
141 : 블로워 142 : 배출라인
150 : 정제가스재활용공급부 151 : 정제가스공급라인
152 : 정제가스유량계 153 : 유량조절밸브
160 : 제어부 110: methane fermentation tank 120: anaerobic tank
130: electrolyte deoxidation unit 131: transfer line
132: ammonia concentration meter 133: electrolytic cell
134: anode electrode 135: cathode electrode
136: power supply 137: drain line
138: on-off valve 140: gas purification unit
141: blower 142: discharge line
150: purified gas recycling supply unit 151: purified gas supply line
152: refined gas flow meter 153: flow control valve
160:
Claims (5)
유기성 폐수를 발효처리하는 메탄발효조;
상기 메탄발효조로부터 배출되는 소화탈리액으로부터 암모니아를 제거하기 위한 혐기조;
상기 혐기조로부터 배출되는 처리액을 전기분해하여 질소성분을 제거하는 전해질소제거부; 및
상기 혐기조로부터 발생되는 폭기가스를 정제하기 위한 가스정제부를 포함하는 것을 특징으로 하는 질소함량이 높은 유기성 폐수 처리 시스템.In organic wastewater treatment system with high nitrogen content,
Methane fermentation tank for fermenting organic wastewater;
An anaerobic tank for removing ammonia from the digestion leachate discharged from the methane fermentation tank;
Electrolyte removal unit for removing nitrogen components by electrolysis of the treatment liquid discharged from the anaerobic tank; And
Organic wastewater treatment system having a high nitrogen content, characterized in that it comprises a gas purification unit for purifying the aeration gas generated from the anaerobic tank.
암모니아태질소 및 초산태질소를 제거하기 위해서 차아염소산(HClO)을 사용하는 것을 특징으로 하는 질소함량이 높은 유기성 폐수 처리 시스템.The method of claim 1, wherein the electrolyte deoxidation unit,
An organic wastewater treatment system having a high nitrogen content, characterized in that hypochlorous acid (HClO) is used to remove ammonia nitrogen and acetic acid nitrogen.
상기 혐기조로부터 배출되는 폭기가스와 함께 상기 메탄발효조로부터 배출되는 소화가스를 공급받아 함께 정제하는 것을 특징으로 하는 질소함량이 높은 유기성 폐수 처리 시스템.The gas purifying unit according to claim 1 or 2,
The organic wastewater treatment system having a high nitrogen content, characterized in that the digestion gas discharged from the methane fermentation tank is supplied with the aeration gas discharged from the anaerobic tank.
상기 가스정제부로부터 정제된 정제가스가 배출되는 배출라인으로부터 상기 혐기조로 정제가스를 공급하기 위한 정제가스공급라인;
상기 정제가스공급라인에 정제가스의 유량을 측정하도록 설치되는 정제가스유량계; 및
상기 정제가스공급라인에 정제가스의 유량을 조절하도록 설치되는 유량조절밸브를 포함하고,
상기 혐기조로부터 처리액이 상기 전해질소제거부로 공급되도록 하는 이송라인에 설치된 암모니아농도계에 의해서 상기 처리액 중의 암모니아 검출치를 수신받고, 상기 정제가스유량계로부터 출력되는 정제가스의 유량 측정치를 수신받으며, 상기 암모니아 검출치가 정해진 목표치 또는 목표치의 범위에 해당하도록 상기 유량조절밸브를 제어함으로써 상기 혐기조로의 정제가스 공급량을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질소함량이 높은 유기성 폐수 처리 시스템.The method of claim 2, wherein the purified gas recycling supply unit,
A refinery gas supply line for supplying refinery gas to the anaerobic tank from a discharge line through which the refined gas purified from the gas purification unit is discharged;
A refinery gas flow meter installed to measure a flow rate of the refinery gas in the refinery gas supply line; And
It includes a flow control valve installed to adjust the flow rate of the purified gas in the purified gas supply line,
Receive the detection value of ammonia in the treatment liquid, the flow rate measurement of the purified gas output from the purified gas flow meter by the ammonia concentration meter installed in the transfer line for supplying the treatment liquid from the anaerobic tank to the electrolyte deoxidation unit, the ammonia And a control unit for controlling the amount of purified gas supplied to the anaerobic tank by controlling the flow regulating valve so that the detected value corresponds to a predetermined target value or a range of the target value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20110130649A KR20130064173A (en) | 2011-12-08 | 2011-12-08 | System for treating organic wastewater having high nitrogen content |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20110130649A KR20130064173A (en) | 2011-12-08 | 2011-12-08 | System for treating organic wastewater having high nitrogen content |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20130064173A true KR20130064173A (en) | 2013-06-18 |
Family
ID=48861187
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR20110130649A Abandoned KR20130064173A (en) | 2011-12-08 | 2011-12-08 | System for treating organic wastewater having high nitrogen content |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20130064173A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109355314A (en) * | 2018-11-14 | 2019-02-19 | 郑鲁生 | A method of fuel gas is produced using rubbish from cooking and sludge |
CN110804454A (en) * | 2019-12-02 | 2020-02-18 | 山东省科学院能源研究所 | Method for recycling wood vinegar |
-
2011
- 2011-12-08 KR KR20110130649A patent/KR20130064173A/en not_active Abandoned
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109355314A (en) * | 2018-11-14 | 2019-02-19 | 郑鲁生 | A method of fuel gas is produced using rubbish from cooking and sludge |
CN109355314B (en) * | 2018-11-14 | 2022-02-01 | 郑鲁生 | Method for producing combustible gas by using kitchen garbage and sludge |
CN110804454A (en) * | 2019-12-02 | 2020-02-18 | 山东省科学院能源研究所 | Method for recycling wood vinegar |
CN110804454B (en) * | 2019-12-02 | 2021-01-19 | 山东省科学院能源研究所 | Method for energy utilization of wood vinegar |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Domingues et al. | Advanced oxidation processes perspective regarding swine wastewater treatment | |
US6783679B1 (en) | Waste treatment process | |
Deng et al. | Treatment and utilization of swine wastewater–A review on technologies in full-scale application | |
CN107010788B (en) | Large-scale pig farm cultivation wastewater treatment system and method | |
CN105776775B (en) | A kind of group technology of landfill leachate treatment | |
CN105110565A (en) | Treatment method for slaughter wastewater | |
CN102863105B (en) | Technology and system for treating high-salt high-nitrogen high-organic matter chemical wastewater | |
JP4834021B2 (en) | Methane fermentation treatment method | |
US20170066668A1 (en) | Highly effective sewage treatment based on regulation and control of directed electron flow and apparatus thereof | |
CN101967029A (en) | Method for treating ammonia nitrogen in garbage percolate by combining biological and chemical processes | |
KR101224624B1 (en) | Wastes treatment system for ship | |
CN102491597B (en) | Method for treating high-concentration nitrogenous organic wastewater | |
AU767197B2 (en) | Waste treatment process | |
JP4729718B2 (en) | Organic waste treatment methods | |
JP4067314B2 (en) | Organic waste treatment equipment | |
KR20130064173A (en) | System for treating organic wastewater having high nitrogen content | |
CN101693581A (en) | Method of hydrolysis-catalytic iron-aerobic coupling for treating poisonous and harmful hard-degradation waste water | |
KR200417043Y1 (en) | Reduction device for activated sludge using high temperature aerobic digestion tank, middle temperature anaerobic digestion tank and electrolysis tank | |
CN217103417U (en) | Treatment system for sewage of refuse landfill | |
JP5731209B2 (en) | Method and apparatus for treating soap production waste liquid | |
CN107055960B (en) | Comprehensive utilization method for combustion supporting of sewage treatment boiler | |
JP2005074323A (en) | Methane fermentation method and apparatus therefor | |
CN109020105A (en) | A kind of nonactive sludge integrated sewage treatment device | |
JP2006035094A (en) | Method and apparatus for treating high concentration waste water | |
JP2006239626A (en) | Treatment method of waste and treatment apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20111208 |
|
PA0201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20130408 Patent event code: PE09021S01D |
|
PG1501 | Laying open of application | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20131025 |
|
PC1904 | Unpaid initial registration fee |