식품 가공 폐수용 전기화학 폐수 처리 장비.

I. 제품 개요

식품가공 폐수는 도축 및 육류 가공, 유제품, 양조(맥주/백주/황주), 음료 생산, 곡물 및 유지 가공, 설탕 정제, 전분 생산, 글루타민산나트륨/효모 생산, 수산물 가공, 절임 및 통조림 제조 등 다양한 하위 부문에서 발생합니다. 이는 경공업 부문에서 물량이 많고 오염 부하가 높은 전형적인 폐수 유형입니다. 수질 특성은 다음과 같습니다: 높은 유기물 농도(COD는 일반적으로 800~10000mg/L이며 일부 고농도 공정 폐수는 20000mg/L를 초과할 수 있음), 다량의 생분해성 유기물(단백질, 지방, 전분, 설탕, 셀룰로오스 등)을 포함하고 고농도의 부유 고형물(SS), 그리스/식물성 기름(FOG), 암모니아 질소 및 총 농도를 포함합니다. 인; 폐수는 일반적으로 생분해성이 양호하지만(B/C는 일반적으로 0.3~0.6) 명백한 억제 문제가 있습니다. 고농도의 그리스가 활성 슬러지를 코팅하여 물질 전달을 방해합니다. 높은 염도(절인/소스 폐수)는 미생물 활동을 억제합니다. 간헐적인 배수로 인해 유압 부하 충격이 발생합니다. 높은 SS는 생물학적 시스템을 막고 슬러지 벌킹을 유발합니다. 폐수에는 종종 미생물에 대한 특정 억제 효과가 있는 식품 첨가물 잔류물, 색소 및 소독제 잔류물이 포함되어 있습니다.

식품 가공 폐수의 기존 처리 경로는 일반적으로 "물리적 전처리(그리드/스크린/유분 분리기) → 부유/응고 침전 → 혐기성 + 호기성 생물학적 처리" 과정을 따릅니다. 그러나 이 접근 방식은 실제 작업에서 몇 가지 문제에 직면합니다. 그리스/부유 고형물의 불완전한 제거 - 오일 분리 및 부유 후에도 유화 오일과 미세하게 분산된 오일(50~200 mg/L)이 남아 있습니다. 생물학적 시스템에 유입되는 고농도의 부유 물질(SS)은 시간이 지남에 따라 슬러지에 축적되어 코팅되어 슬러지 침전 성능이 저하되고 통기 효율이 저하됩니다. SS가 높으면 생물학적 시스템이 막히게 됩니다. 도살장, 전분 가공 및 설탕 정제에서 발생하는 폐수에는 다량의 유기 부유 고형물이 포함되어 있어 기존의 침전으로는 완전히 제거하기 어렵고 혐기성/호기성 시스템에서는 포장이 막히고 슬러지 제거가 어려워집니다. 고염분 음식물 폐수(절임, 소스, 간장 등)는 생물학적 과정을 방해합니다. 즉, 염분(Cl⁻/Na⁺)이 2%~5%에 도달하면 기존 활성 슬러지의 삼투압이 불균형해지고 COD 제거율이 크게 감소합니다. 계절적/간헐적 배수는 생물학적 시스템의 안정적인 작동을 어렵게 만듭니다. 식품 가공은 종종 계절적(압착 시즌, 과일 가공 시즌)이거나 간헐적이므로 겨울/폐쇄 기간 동안 생물학적 시스템의 유지 관리 및 재구축을 어렵게 만듭니다. 시스템은 여러 가지 문제로 어려움을 겪고 있습니다: 긴 시동 및 적응 기간; 폐수 색상 및 소독 문제. 양조장, 간장, 과일주스 생산 시 발생하는 폐수에는 색소 함량이 높아 생화학적 처리 후에도 지속적으로 높은 색상을 유지합니다. 음식물 폐수는 또한 대장균군과 같은 미생물 지표를 나타내므로 전통적인 방법으로는 다량의 소독제가 필요합니다.

이 시스템은 전기화학적 산화 기술을 사용하여 전기산화 분해와 전기응집/전기부상을 통합하여 식품 가공 폐수의 특성에 특히 적합합니다.

고농도 유기 폐수(도축장, 양조장 등)의 경우 직접 양극 산화 및 전기 촉매 작용으로 수산기 라디칼(·OH)을 생성하여 용존 유기물(단백질, 당, 유기산 등)을 직접 광물화하여 60%~85%의 COD 제거율을 달성하고 후속 혐기성/호기성 시스템을 위한 저부하, 안정적인 품질의 유입수 조건을 만듭니다.

고염분 산세척/소스 폐수의 경우 전기화학은 높은 염분 함량으로 인해 방해받지 않습니다. 염 중의 Cl⁻를 활성염소로 전환시켜 산화 효율을 높이므로, 고염분 음식물폐수를 증발 또는 배출하기 전에 직접 처리할 수 있습니다.

전체 과정에서는 전기만 소비됩니다. 전도를 돕기 위해 소량의 전해질(예: 매우 저렴한 소금)을 첨가할 수 있습니다. 유해한 화학응집제(PAC/PAM 대체)를 투입하지 않으며, 화학슬러지가 많이 발생하지 않습니다. 이 장비는 간헐적으로 작동할 수 있고 즉시 사용할 수 있어 식품 가공의 계절적 생산 패턴에 완벽하게 적합합니다.

II. 식품가공 폐수처리의 어려움과 본 장비의 해결방안

III. 작동 원리

식품 가공 폐수는 스크린/그리드를 통해 처리되어 거친 고형물을 제거한 후 전기화학 반응기로 들어가며, 여기서 전극의 작용에 따라 여러 메커니즘을 통해 시너지 효과를 발휘하는 정화 과정을 거칩니다.

(1) 직접 전기 산화 – 용존 유기물의 광물화 및 분해: 음식물 폐수에 용해된 단백질, 펩타이드, 아미노산, 당, 유기산, 알코올 등이 양극 표면에서 직접 전자를 잃고 산화됩니다. 큰 유기 분자의 탄소 사슬이 산화되어 부서지며 점차적으로 작은 유기산으로 분해됩니다. 아미노산/단백질의 아미노 그룹은 산화되어 NH₃로 방출됩니다(추가로 N2로 산화됨). 설탕, 유기산을 직접 CO2, H2O로 광물화하여 COD 제거율 40%~70%(전처리 단계)

(2) 간접 전기 산화(OH와 활성 염소가 주성분임) OH와 활성 염소는 물의 양극 전기분해에 의해 생성됩니다. 폐수(음식물 폐수에는 일정량의 NaCl이 포함되어 있거나 미량의 소금이 첨가될 수 있음)에 자연적으로 존재하는 염화물 이온을 활용하여 수산화라디칼을 생성하여 활성염소(Cl2, HOCl, OCl⁻)를 생성하는데, 수산기는 양극에 직접 접촉하지 않은 용액 내 유기물을 무분별하게 산화시킵니다. 활성염소는 잔류 용존 유기물을 확산 및 산화시키며, 배출수 내 COD 및 암모니아성 질소를 동시에 감소시킵니다.

(3) 심층 탈색 및 소독 양조/간장/주스 등 음식물 폐수 중의 캐러멜 색소, 폴리페놀 산화 고분자, 메일라드 반응 생성물 및 기타 발색단이 수산화라디칼과 활성염소에 의해 산화되어 이들의 결합구조가 파괴되어 유출수는 무색투명합니다. 동시에 활성염소는 폐수 중의 분변성 대장균군, 살모넬라균 등 병원성 미생물을 효과적으로 불활성화하며, 유출수의 미생물 지표도 기준을 완전히 충족합니다.

IV. 핵심 장점 (식품 가공 폐수 대상)

V. 기술 매개변수(맞춤형)

6. 공정 위치

옵션 1: 생화학적 처리 전 강화된 전처리

식품가공폐수 → 바스크린/체(조대형 고형물 제거) → 균압조 → 전기화학적 처리설비 → 유수분리/침전(플록분리) → 혐기성/호기성 생물학적 시스템 → 2차 침전조 → 배출기준 충족

옵션 2: 생물학적 배출수의 고급 처리(표준 업그레이드 또는 재사용)

식품가공 폐수 → 전처리 → 생물학적 시스템 → 2차 침전조 → 첨단 전기화학적 처리설비(잔류 COD 제거, 색소 제거, 총인 제거, 암모니아성 질소, 소독) → 기준 충족 배출/재사용

선택 3: 고염분 음식물폐수 직접처리(절임/장류/간장)

고염산세척/소스폐수 → 바스크린/균등조 → 전기화학적 처리설비(COD 분해+탈색+암모니아질소 제거) → 폐수 → 기준에 맞는 배출/증발결정화(자원회수)