KR20190000157A - The method and apparatus for treatment of livestock manure, livestock wastewater or livestock washing water using ceramic membrane - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 가축분뇨, 축산폐수 또는 축산세척수를 처리하여 발생하는 액비 또는 처리수에 대해 분리 과정을 거치는 처리방법 및 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세라믹 분리막을 이용하는 가축분뇨, 축산폐수 또는 축산세척수의 처리방법 및 처리장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a treatment method and a treatment apparatus for separating livestock manure, livestock wastewater or livestock washing water, A method of treating the washing water and a treatment apparatus.
기존의 가축분뇨, 축산폐수 또는 축산세척수 등에 대한 처리공법으로는 다양한 종류의 물리화학적 단위처리공정들과 생물학적 처리공정이 있으며, 처리 목적에 따라 단위공정을 조합하여 사용되어 왔다. 그러나 기존의 처리방법은 가축분뇨의 정화처리 효율에 중점을 두어 자원의 효율적인 활용을 배제한 공정으로 구성되어 있다. 또한 가축분뇨, 축산폐수 또는 축산세척수의 방류기준이 엄격해짐에 따라 이를 맞추기 위하여 처리가 복잡해지고 운전 및 유지관리가 어려운 공정들로 조합되어 고비용의 처리공정이 되고 있다. 개별공정의 효율적인 조합이 어려워짐에 따라 에너지의 사용도 비효율적이고, 작동시간 대비 처리량도 감소한다. 아울러 정화효율에 대한 한계로 재활용율도 매우 낮은 실정이다.Conventional treatment methods for livestock manure, livestock wastewater or livestock washing water include various types of physico-chemical unit treatment processes and biological treatment processes. However, the existing treatment method is composed of the processes that exclude efficient use of resources by focusing on the purification treatment efficiency of livestock manure. In addition, as the standard of discharge of livestock manure, livestock wastewater or animal husbandry washing water becomes strict, it is becoming a high-cost processing process by combining with processes which are complicated and difficult to operate and maintain in order to meet this standard. As the efficient combination of individual processes becomes difficult, the use of energy is also inefficient, and the throughput versus run time is also reduced. In addition, recycling rate is very low due to limitation of purification efficiency.
이에 따라, 가축분뇨, 축산폐수 또는 축산처리수는 다양한 생물학적 처리 공정을 통해 단순 정화처리에 의존하는 공법보다는 다양한 호기적 또는 혐기적 공정의 생물학적 처리에 진보된 분리막 공정을 적용해 액비의 생산을 통한 재활용 또는 방류 등의 방법으로 친환경적 처리를 하는 공법이 요구되고 있다.Accordingly, livestock manure, livestock wastewater or livestock wastewater can be processed through a variety of biological treatment processes, rather than a method that relies on simple purification treatments, by applying an advanced membrane process to biological treatments of various aerobic or anaerobic processes. There is a demand for an eco-friendly treatment method by recycling or discharge.
그러나, 이러한 액비 또는 처리수 대해서는 환경기준을 통과하더라도 장기간 시간이 경과하면 액비 또는 처리수 내의 슬러지(sludge)에 의해 다시 부영양화가 발생하는 문제점이 있다. However, even if the liquid level or the treated water passes the environmental standard, there is a problem in that the eutrophication is again caused by the sludge in the liquid or the treated water after a long period of time passes.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 액비 또는 처리수 내의 슬러지를 제거하여 부영양화의 원인을 없애고, 이와 같이 처리된 액비 또는 처리수에 대해 장기보관 또는 방류를 하더라도 부영양화가 발생하지 않도록 하는 가축분뇨, 축산폐수 또는 축산세척수 처리방법 및 처리장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to eliminate the cause of eutrophication by removing sludge in liquid fertilizer or treated water and to prevent the occurrence of eutrophication even when the treated liquid or treated water is stored or discharged for a long time, And to provide a method and an apparatus for treating livestock wastewater or livestock washing water.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상기 과제로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있다. It is to be understood, however, that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be variously modified without departing from the technical spirit and scope of the present invention.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 분리막을 이용한 가축분뇨, 축산폐수 또는 축산세척수의 처리방법은, 가축분뇨, 축산폐수 또는 축산세척수의 미생물 제거방식으로 생물학적 처리를 수행한 후 생산한 액비 또는 방류수에 대해 세라믹 분리막 장치를 이용하여 여과/분리/농축 처리하여, 상기 액비로부터 또는 방류수의 슬러지(sludge)를 분리처리하는 단계를 포함하되, 상기 세라믹 분리막은 공경(Pore size)이 20nm 내지 800nm 이다.The method for treating livestock manure, livestock wastewater or livestock washing water using the ceramic separation membrane according to one embodiment of the present invention is characterized in that biological treatment is performed by a method of removing microorganisms from livestock manure, livestock wastewater or livestock washing water Separating / concentrating the produced liquid or discharged water using a ceramic separation membrane device to separate and process the sludge from the liquid or the effluent water, wherein the ceramic separator has a pore size of 20 nm to 800 nm.
상기 액비에 대해 상기 세라믹 분리막을 이용하여 필터링하는 과정에서, 상기 세라믹 분리막에 대해 소정 크기 이상의 압력을 작용시켜 상기 액비로부터 부영향화의 원인으로 작용되는 슬러지를 분리처리할 수 있다.In the process of filtering the liquid mixture using the ceramic separation membrane, a pressure greater than a predetermined level may be applied to the ceramic separation membrane, thereby separating the sludge acting as a cause of the sub-liquidation from the liquid mixture.
상기 처리방법을 이용하도록 형성된, 세라믹 분리막을 이용한 가축분뇨, 축산폐수 또는 축산세척수의 처리장치를 제공할 수 있다.The apparatus for treating livestock manure, livestock wastewater or livestock washing water using the ceramic separation membrane formed using the above-described treatment method can be provided.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
본 발명의 실시예들에 따른 세라믹 분리막을 이용한 가축분뇨, 축산폐수 또는 축산세척수의 처리방법 및 처리장치를 이용하여 생산된 액비 또는 방류수 대해 슬러지(sludge)를 제거하므로, 이에 따라 부영양화의 원인을 제거하여 액비를 장기보관 또는 방류하여도 2차 부영양화가 발생하지 않아 환경 개선에 도움을 줄 수 있다.Since the sludge is removed from the livestock produced by using the ceramic separation membrane according to the embodiments of the present invention, the method of treating livestock wastewater or livestock wastewater and the treatment apparatus using the ceramic separation membrane, the cause of eutrophication is eliminated Therefore, even if the liquid is stored or discharged for a long time, secondary eutrophication does not occur, which can help improve the environment.
다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있다. However, the effects of the present invention are not limited to the above effects, and can be variously extended without departing from the spirit and scope of the present invention.
도 1은 가축분뇨의 액비생산공정을 보여주는 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 세라믹 분리막 장치의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 세라믹 분리막의 개략적인 사시도이다.
도 4는 본 발명에 적용되는 일 실시예에 따른 세라믹 분리막 모듈의 개략적인 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 가축분뇨, 축산처리수 또는 축산폐수의 처리방법에 대한 흐름도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a flow chart showing the production process of liquid manure;
2 is a schematic structural view of a ceramic separation membrane device according to the present invention.
3 is a schematic perspective view of a ceramic separator applied to the present invention.
4 is a schematic perspective view of a ceramic separator module according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of a method of treating livestock manure, livestock wastewater or livestock wastewater according to the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. It is noted that the terms "comprises" and / or "comprising" used in the specification are intended to be inclusive in a manner similar to the components, steps, operations, and / Or additions.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In addition, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.
본 발명에서는, 가축분뇨, 축산폐수 또는 축산세척수를 미생물 제거방식으로 생물학적 처리를 수행한후 생산된 액비 또는 처리수의 슬러지(Sludge)를 세라믹 분리막 장치를 이용하여 여과/분리/농축 처리하는 것을 주요 기술적인 특징으로 한다. In the present invention, the biological treatment is performed on the livestock manure, the livestock wastewater or the livestock washing water by the microorganism removing method, and the filtration / separation / concentration treatment of the sludge of the produced liquid or the treated water is performed using the ceramic separation membrane device It is a technical feature.
무기막은 매우 높은 온도에서 알루미나 또는 티타니아, 지르코니아로 소결된 다공성 미세 세라믹 분리막이다. 세라믹 분리막은 일반적으로 다공성 지지 활성 멤브레인 층과 비대칭 구조를 갖고있다. 매크로 다공성 지지체는 기계적 저항을 보장하는 반면, 활성층은 미세여과, 한외여과 및 나노여과(10㎛에서 1KD까지)의 분리기능 까지도 가능하다. 세라믹 분리막은 항상 교차 흐름 모드로 작동한다. 탁한 유체는 채널 내부의 분리막층을 고속으로 통과한다. 세라믹 분리막 횡단압력(TMP)으로 구동되는 미세 분자가 함유된 깨끗한 액체는 세라믹 분리막 층을 통과하여 투과로 수직 이동하며, 세라믹 분리막보다 큰 고체 및 분자는 보유 물에서 거부된다. 따라서 공급 유체는 정화되고, 농축되고, 정제되는 기능을 이용하여 물리화학적 단위처리공정들과 생물학적 처리공정을 거친 후 2차 부영양화가 진행될 요인인 가축분뇨, 축산폐수 또는 축산 처리수의 슬러지를 제거한다. The inorganic film is a porous microcrystalline separator sintered with alumina or titania or zirconia at a very high temperature. The ceramic separator generally has an asymmetric structure with the porous supporting active membrane layer. The macroporous support ensures mechanical resistance, while the active layer is capable of microfiltration, ultrafiltration and separation of nanofiltration (up to 1 KD). The ceramic separator always operates in a crossflow mode. The turbid fluid passes through the membrane layer inside the channel at high speed. Clean liquid containing fine molecules driven by ceramic membrane transverse pressure (TMP) passes through the ceramic membrane layer vertically through the membrane, and solids and molecules larger than the ceramic membrane membrane are rejected by the retainer. Thus, the feed fluid is purified, concentrated, and purified to remove sludge from livestock manure, livestock wastewater, or livestock wastewater, which is subjected to secondary eutrophication after physicochemical unit treatment processes and biological treatment processes .
기존에는 가축분뇨 또는 축산폐수에 대하여 저수조-유량조정조-무산소조-호기조(액비화조)에서의 처리과정을 거쳐 침전, 탈수 작업 후에 액비로 살포하거나 하천 등에 방류 하는 형태로 가축분뇨, 축산폐수 또는 축산세척수를 처리하였다.In the past, livestock manure or livestock wastewater was treated by the treatment process in the reservoir - flow control tank - anoxic tank - aerobic tank (liquefaction tank), and after spraying or dewatering, Lt; / RTI >
다만, 기존의 이러한 처리방식에서는 방류 당시에 액비나 방류수가 환경기준에 적합하더라도 살포 또는 방류 이후 장기간 경과하면 슬러지의 부영양화 현상으로 인해 하천 등에 악취가 발생하고 결과적으로 액비나 방류의 상태가 환경기준을 벗어나게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 액비나 처리수, 방류수에 대해 세라믹 분리막을 이용하여 여과/농축 처리과정을 거쳐 액비나 방류수의 슬러지를 제거하여 부영양화 원인을 제거함을 목적으로 한다. 액비나 방류수에 대해 슬러지가 제거되면, 장기 보관 또는 방류를 하더라도 부영양화 현상이 발생하지 않게 된다. However, in this conventional treatment method, even if the liquid or discharged water meets the environmental standard at the time of discharge, if a long period of time elapses after the spraying or discharging, the sludge eutrophication causes odor in the river and consequently, do. In order to solve such a problem, the present invention aims at eliminating the cause of eutrophication by removing the sludge of the pot or the effluent through the filtration / concentration treatment process using the ceramic separation membrane for the liquid, the treated water and the discharged water. When the sludge is removed from the liquid or discharged water, the eutrophication phenomenon does not occur even when the liquid is stored or discharged for a long period of time.
우선, 본 발명에서 세라믹 분리막을 이용한 필터링 처리 이전의 액비나 방류수를 형성하는 과정에 대해 설명하고 (3)에서 본 발명에 대해 설명한다. First, the process of forming the liquid or discharged water before the filtering process using the ceramic separator according to the present invention will be described and the present invention will be described in (3).
액비나 방류수는 (1) 협잡물처리기 및 원심탈수기를 이용하여 제1 처리를 거치고, (2) 생물학적 공정의 제2 처리, (3) 분리 공정에 의해 여과 및 침전 농축하여 액비 및 방류, 처리수를 생산하는 고도처리(제3 처리)의 3단계를 거쳐 형성된다. The liquid waste water is subjected to a first treatment using (1) a scum processor and a centrifugal dehydrator, (2) a second treatment of the biological process, (3) filtration and precipitation by a separation process, And the advanced treatment (third treatment).
도 1을 참조하면, 제1 처리 단계는 처리장에 가축분뇨, 축산폐수 또는 축산세척수를 유입(S1)시킨 후에 가축분뇨, 축산폐수 또는 축산세척수의 고형물을 제거하기 위해 협잡물처리기(S2)와 원심탈수기(S3)를 거치는 과정으로서 구성된다. Referring to FIG. 1, the first treatment step is a step of introducing a livestock manure, livestock wastewater or livestock washing water into a treatment plant (S1), and then treating the impurities processor S2 and the centrifugal dehydrator (Step S3).
제2 처리 단계는 제1 처리 단계를 거친 가축분뇨, 축산폐수 또는 축산세척수에 대해 생물학적으로 처리(S4)하는 단계이다. The second treatment step is a biological treatment (S4) for livestock manure, livestock wastewater or livestock washing water that has undergone the first treatment step.
고도처리(제3 처리) 단계는 상기 단계들(S2, S3, S4)을 거친 가축분뇨, 축산폐수 또는 축산세척수를 최종적으로 세라믹 분리막(CMF)으로 처리(S5)하여 처리수를 방류하고(S7) 액비를 생산(S6)하는 과정으로서 구성되는 후처리 단계이다.In the altitude treatment (third treatment) step, the livestock manure, livestock wastewater or livestock washing water that has undergone the above steps S2, S3 and S4 is finally treated with the ceramic separator CMF (S5) ) (Step S6). ≪ / RTI >
제1 처리 단계(S2, S3)In the first processing step (S2, S3)
가축분뇨, 축산폐수 또는 축산세척수가 투입기를 거쳐 협잡물처리기로 투입되면 협잡물처리기에서는 회전하는 격자상 드럼의 바깥 원주면에 가축분뇨 또는 축산폐수가 접촉되어 액체성분은 격자의 간극으로 빠져나오고, 5∼6mm 이상의 고형분은 드럼의 바깥 원주에 부착되게 하여 원통과 분리하여 배출한다. When livestock manure, livestock wastewater or livestock wastewater is fed into the impurity processor through the feeder, the livestock manure or livestock wastewater comes into contact with the outer circumferential surface of the rotating lattice drum in the impregnation processor, The solids of 6mm or more are attached to the outer circumference of the drum and separated from the cylinder and discharged.
협잡물처리기의 스크린에서 여과 분리된 협잡물은 다공실린더를 가진 스크류로 압착 이송하여 탈수시킨다. 협잡물처리기 공정에서는 분뇨에 포함된 고형물의 약 10∼15% 가량이 제거된다. 협잡물처리기를 거친 처리수는 원심탈수기로 보내진다.The contaminants separated by filtration from the screen of the impregnation processor are squeezed and dewatered by a screw having a porous cylinder. Approximately 10-15% of the solids contained in the manure is removed in the smudge processor process. The treated water passing through the smudge processor is sent to the centrifugal dehydrator.
원심탈수기는 장치의 하부로부터 유입되는 고액 혼합물을 원심력을 이용하여 분리한다. 탈수 분리된 모래 및 씨앗류는 유입측 반대편 하단으로 배출되고, 탈리된 액체 성분은 유입측 하부로 배수된다. 여기서는 가축분뇨 또는 축산폐수에 포함된 미세고형물의 35~45%가 제거된다.The centrifugal dehydrator separates the solid-liquid mixture introduced from the lower part of the apparatus by centrifugal force. The dehydrated sand and seeds are discharged to the opposite lower side of the inflow side, and the desorbed liquid component is drained to the lower side of the inflow side. Here 35 to 45% of the micro-solids contained in livestock manure or livestock wastewater are removed.
제1 처리 단계(S2, S3)에서는 협잡물처리기와 원심탈수기를 사용하여 가축분뇨, 축산폐수 또는 축산세척수 내에 포함된 협잡물과, 일부 암모니아성 질소, 휘발성 물질, 난분해성 물질, 미세 고형물을 제거하여 후단의 생물학적 처리가 원활하게 이루어지도록 한다.In the first treatment step (S2, S3), the impurities contained in the livestock manure, the livestock wastewater or the livestock washing water, the ammonia nitrogen, the volatile substance, the refractory substance and the fine solid matter are removed using the impregnation processor and the centrifugal dehydrator, So that the biological treatment of the microorganisms can be smoothly performed.
제2 처리 단계(S4)In the second processing step S4,
제1 처리 단계(S2, S3)를 거친 가축분뇨, 축산폐수 또는 축산세척수는 생물학적 처리(S4)인 제2 처리 단계가 진행된다. 제2 처리 단계는 두 가지의 바람직한 실시예를 통하여 설명한다.The livestock manure, livestock wastewater or livestock washing water that has undergone the first treatment steps (S2, S3) proceeds to the second treatment step, which is the biological treatment (S4). The second processing step is described through two preferred embodiments.
제1 실시예는 호기적 공정 중 일반적인 활성오니공정, 연속회분식공정, 및 고온호기성소화공정이다.The first embodiment is a general activated sludge process, a continuous batch process, and a high-temperature aerobic digestion process in aerobic processes.
활성오니공정은 분뇨가 함께 섞여있는 처리조에서 원심분리기를 통한 액상의 폐기물만 활성오니조로 유입되어 호기성 분해를 하는 방법으로써 공기를 강력히 주입하여 호기적인 상태에서 미생물이 처리수 중의 유기물을 분해하도록 하는 방법이다.In the activated sludge process, only the liquid wastes from the centrifugal separator are introduced into the activated sludge tank in the treatment tank where the manure is mixed together, and aerobic decomposition is performed. As a result, the microorganisms decompose organics in the treated water under aerobic conditions Method.
연속회분식공정은 호기성 부유성장 처리공법으로 단일 반응조에서 유입 및 처리수의 유출이 일어나는 공정으로 정해진 시간의 배열에 따라 각 단위공정이 연속적으로 일어난다. 즉, 유입(Fill)공정, 반응(React)공정, 침전(Settle)공정, 배출(Draw)공정, 휴지(Idle)공정의 순으로 반응이 진행되는 공정이다.In the continuous batch process, each unit process is consecutively performed according to the arrangement of the time determined by the process in which the inflow and outflow of treated water occur in a single reaction tank by aerobic suspension growth treatment method. That is, the reaction proceeds in the order of a fill process, a reaction process, a settling process, a draw process, and an idle process.
고온호기성소화공정은 자흡식 폭기/교반기를 이용하여 반응기 내에서 혼합과 동시에 산소가 공급되면서 유기물이 분해되는 방법과 외부에 설치된 순환펌프에 의해 하부 내부수를 상부로 순환시키면서 산소를 공급하는 방법으로 주입하여 고효율의 산소 전달 시에 고온의 준호기성 조건을 유지시켜 CO2 의 발생과 단백질의 분해에 의해 NH4 +-N 의 발생으로 pH 가 상승하게 됨으로써 질소 제거기작으로 작용한다.The high-temperature aerobic digestion process is a method in which organic matter is decomposed while oxygen is supplied and mixed in the reactor using a self-priming aeration / stirrer, and a method in which oxygen is supplied while circulating the lower internal water by an external circulation pump And the pH is increased by the generation of CO 2 and decomposition of protein by the NH 4 + -N, thereby acting as a nitrogen removal mechanism.
제2 실시예는 혐기적 공정 중 혐기성소화(Anaerobic Digestion)공정이다. 혐기적 처리는 산소가 존재하지 않는 조건에서 부유상, 고정상, 팽창상 미생물을 이용하여 가수분해, 산 생성, 메탄 생산 단계를 순차적으로 처리하는 방식이다. 보다 구체적으로는, 혐기성소화는 크고 복잡한 용해성 및 불용성 분자들을 더 작은 분자로 분해시켜 세포속으로 이동 및 대가가 이루어지는 가수분해단계, 이 생성물을 유기산 및 기타의 저분자화합물, 수소, 이산화탄소 등으로 발효되고 이 발효과정의 초기 생성물인 초산의 생성과 가수분해 산물들의 미생물학적 분해로 수소를 생산하는 산생성단계, 및 산생성단계의 주요 산물인 초산을 메탄과 이산화탄소로 발효시키는 메탄생성단계로 이루어진다.The second embodiment is an anaerobic digestion process during the anaerobic process. Anaerobic treatment is a method of sequential treatment of hydrolysis, acid production, and methane production by using microorganisms such as oil phase, fixed phase, and expansion phase under the condition that oxygen is not present. More specifically, the anaerobic digestion is a hydrolysis step in which large and complex soluble and insoluble molecules are decomposed into smaller molecules so as to migrate and be replaced into cells, and the product is fermented with organic acids and other low-molecular compounds, hydrogen and carbon dioxide The production of acetic acid, which is an early product of the fermentation process, and the production of hydrogen by microbial degradation of hydrolyzed products, and methane production, which is the main product of acid production, is fermentation of acetic acid with methane and carbon dioxide.
이러한 생물학적 과정에서 병원균과 그 매개물이 소멸됨과 동시에 슬러지 중 유기물의 상당부분이 액화 및 가스로 생성되어 슬러지가 감량 또는 안정화된다.In this biological process, the pathogen and its medium are extinguished, and a considerable part of the organic matter in the sludge is liquefied and gasified, and the sludge is reduced or stabilized.
제3 처리 단계(S5, S6, S7)The third processing step (S5, S6, S7)
생물학적 처리(S4) 단계를 거친 처리수는 후처리 공정인 세라믹 분리막(S5)을 이용하여 최종적으로 여과/분리/농축 되면서 액비 및 방류수, 처리수를 생산한다.The treated water after the biological treatment (S4) is finally filtrated / separated / concentrated using the ceramic separation membrane (S5), which is a post-treatment process, to produce pots, effluents and treated water.
상기 세라믹 분리막 장치에 의한 처리공정(S5)에서는 내부 유로에 연속된 다공질 미세 세라믹 막으로 형성되어 있으며, 선속도(linear velocity)를 조절 하여 내부유로의 다공질 세라믹 분리막에 강한 전단력을 발생시켜 막의 파울링(fouling) 현상을 억제하고 이로 인해 분리막을 통과하는 처리수의 양을 대폭 증가시킴으로써 전체적인 처리용량을 증가시키며 99% 이상의 높은 제거효율 및 고품질 액비 생산 및 방류 또는 처리수를 기대할 수 있다.In the process step (S5) of the ceramic separation membrane apparatus, the porous ceramic membrane is formed of a continuous porous microcrystalline film continuous with the internal flow path, and a linear shear force is generated in the porous ceramic membrane of the internal flow path by controlling the linear velocity, it is possible to expect a high removal efficiency and a high quality liquid production and discharge or treatment number of 99% or more, while suppressing the fouling phenomenon and thereby greatly increasing the amount of treated water passing through the membrane, thereby increasing the overall treatment capacity.
여기서 상기 바람직한 실시예 외에도 다른 공정으로 처리한 처리수 모두를 분리막 공정에 도입할 수 있다.Here, in addition to the above-described preferred embodiments, all of the treated water treated by other processes can be introduced into the separation membrane process.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 세라믹 분리막 장치(200)는 모듈부(210), 여과관(220), 모듈 구동부(드라이브 모터)(230)로 구성된다. 모듈 구동부(230)는 동력을 발생시켜 여과관(220) 내의 세라믹 분리막으로 생물학적 처리된 가축분뇨, 축산폐수 또는 축산세척수를 제공한다. 모듈부(210) 내의 여과관(220)에는 도 3 및 도 4에 도시된 것과 같은 세라믹 분리막이 포함되어 있다. 세라믹 분리막 장치(200)는 또한, 유입구(211), 농축수 배출구(212), 및 유출구(213)를 구비하고 있다. 농축수 배출구(212)를 통해 배출된 농축수는 다시 루프를 따라 세라믹 분리막 장치(200)의 모듈 구동부(230)로 제공되고, 유입구(211)를 거쳐 여과관(220)으로 다시 제공될 수 있다. 2, the ceramic
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 여과관(220) 내에는 도 3의 세라믹 분리막이 단수 또는 복수 개로 포함될 수 있다. 도 4에는 세라믹 분리막이 7개 포함되어 있는 관이 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 세라믹 분리막이 1개, 3개, 7개, 12개 등을 포함할 수 있는 형태로 관이 형성될 수 있다. As shown in FIGS. 3 and 4, the ceramic filtration membrane of FIG. 3 may be included in the
상기 생물학적 처리(S4) 공정을 통해 처리된 처리수는 세라믹 분리막 장치(200)의 유입구(211)를 통해 모듈부(210) 내의 여과관(220) 내로 유입된다. 유입된 유입수는 여과관(220) 내에 포함된 세라믹 분리막에 의해 여과/분리/농축 되며, 세라믹 분리막을 통과한 처리수는 유출구(213)를 통해 배출되고 세라믹 분리막을 통과하지 못한 농축수는 농축수 배출구(212)를 통해 배출된다. 농축수 배출구(212)를 통해 배출된 농축수는 루프를 통해 다시 유입구(211)를 거쳐 여과관(220)으로 제공될 수 있다. The treated water through the biological treatment (S4) flows into the
생물학적 처리수는 높은 고형물 농도로 인해 종래 분리막 처리기술로는 운전상의 문제들이 많이 도출되지만 세라믹 분리막 기술은 높은 고형물 농도 하에서도 안정된 운전능력을 보여준다. Due to the high solids concentration of the biological treatment water, conventional membrane treatment techniques result in many operational problems, but the ceramic membrane technology shows stable operating performance even at high solids concentrations.
세라믹 분리막으로 유입된 유입수는 분리막을 통과하여 최종처리수와 농축수로 분리된다. 최종처리수는 수질이 매우 양호하여 액비, 세정수, 조경수, 보일러수 등으로 재이용이 가능하다. 재이용량을 초과하는 처리수는 방류(S7)하여도 무방하다.The influent water flowing into the ceramic separator passes through the separation membrane and is separated into final treated water and concentrated water. The final treated water has very good water quality and can be reused as liquid fertilizer, washing water, landscape water, boiler water, etc. The treated water exceeding the reuse amount may be discharged (S7).
본 발명에서는 액비(S6) 또는 축산폐수 또는 축산세척수에 대해 여과/분리/농축 처리 과정을 수행할 때, 세라믹 분리막을 이용하여 여과/분리/농축 처리 과정을 수행하며, 이러한 세라믹 분리막은 공경(Pore size)이 20nm 내지 800nm 이다. 공경(Pore size)이 20nm 내지 800nm 인 세라믹 분리막을 이용하여 액비(S6)를 처리한 결과는 다음과 같다.In the present invention, filtration / separation / concentration treatment is carried out using a ceramic separation membrane when filtration / separation / concentration treatment is performed on the
비료품질검사법
규격
농촌진흥청 고시
제2016-26호Analysis method
Fertilizer quality inspection method
standard
Rural Development Administration Notice
No. 2016-26
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
200: 세라믹 분리막 장치
210: 모듈부
211: 유입구
212: 농축수 배출구
213: 유출구
220: 여과관
230: 모듈 구동부200: ceramic separator device 210:
211: Inlet port 212: Concentrated water outlet
213: outlet 220: filtration tube
230:
Claims (3)
상기 세라믹 분리막은 공경(Pore size)이 20nm 내지 800nm 인, 세라믹 분리막을 이용한 가축분뇨, 축산폐수 또는 축산세척수의 처리방법. The livestock manure, livestock wastewater or livestock washing water is subjected to biological treatment by a microbial removal method and then filtration / concentration treatment using a membrane device is used to filter the sludge produced from the pot by using a ceramic separator. Comprising:
Wherein the ceramic separation membrane has a pore size of 20 nm to 800 nm, wherein the ceramic separation membrane is used for treating livestock manure, livestock wastewater or animal husbandry washing water.
상기 액비, 상기 축산폐수 또는 상기 축산세척수에 대해 상기 세라믹 분리막을 이용하여 필터링하는 과정에서, 상기 세라믹 분리막에 대해 소정 크기 이상의 압력을 작용시켜 상기 액비, 상기 축산폐수 또는 상기 축산세척수로부터 슬러지를 분리처리하는, 세라믹 분리막을 이용한 가축분뇨, 축산폐수 또는 축산세척수의 처리방법. The method according to claim 1,
The sludge is separated from the liquid waste, the livestock wastewater or the livestock washing water by applying a pressure of a predetermined level or more to the ceramic separation membrane in the process of filtering the livestock wastewater or the livestock washing water using the ceramic separation membrane A method of treating livestock manure, livestock wastewater or livestock washing water using a ceramic membrane.
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| KR102221616B1 (en) * | 2020-11-13 | 2021-02-26 | 김영삼 | The more economical and efficient sludge dehydrator |
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