호기성 폐수 처리 시스템의 유형과 장점

2024년에는 산업 폐수 증가, 도시 폐수 문제, 그리고 더욱 엄격해진 환경 규제로 인해 효율적이고 지속 가능한 폐수 처리 수요가 역대 최고치를 기록할 것으로 예상됩니다.

유엔 물 보고서 에 따르면 전 세계 폐수의 거의 80%가 처리되지 않은 채 방류되어 심각한 수질 오염을 초래하고 있습니다.

정부와 산업계가 분산형 폐수 처리 솔루션에 집중함에 따라, 생물학적 처리 방식, 특히 호기성 폐수 처리는 오염 물질 분해 효율이 높고 슬러지 발생량과 온실가스 배출량을 줄이는 데 효과적이어서 주목받고 있습니다.

일반적으로 폐수 처리 시설은 1차, 2차, 3차의 세 가지 중요한 공정을 거치는데, 이 중 생물학적 처리 단계는 2차 단계에 속합니다.

생물학적 처리 단계는 주로 호기성 처리와 혐기성 처리의 두 가지 유형으로 나뉩니다.

호기성 폐수 처리에서는 산소를 이용해 유기 오염 물질과 질소, 인과 같은 다른 오염 물질을 분해합니다.

공기 송풍기나 압축기와 같은 기계적 공기 주입 장치는 공기 방울을 생성하여 두 가지 주요 목적, 즉 공기 주입과 교반을 수행합니다.

통기는 유출수에 산소를 공급하고, 이 산소는 호기성 미생물에 의해 활용되어 유출수의 분해를 가속화합니다.

호기성 생물이 유기물을 더 작은 분자로 분해하는 데 필요한 용존 산소의 양을 생물학적 산소 요구량 또는 BOD라고 합니다.

이는 미생물이 유기 오염 물질을 분해하는 정도를 정량화하는 데 자주 사용됩니다.

산업 배출물, 가정 배설물, 비료 유출수와 같은 오염 물질이 유입되면 BOD 수치가 높아질 수 있는데, 이는 폐수에 생분해성 물질의 농도가 높아졌음을 의미합니다.

이러한 유기체에는 산소가 필요하므로, 호기성 시스템은 바이오매스에 산소를 공급할 방법이 필요합니다.

이는 폐수에 공기를 주입할 수 있는 넓은 표면적을 제공하는 폐수 처리 연못을 포함하거나 기계적 통기 장치를 통합하여 구현할 수 있습니다.

폐수 처리 시설의 목적을 이해한 후, 처리 시스템의 기능을 분석해 보겠습니다.

호기성 폐수 처리 시스템은 어떻게 작동합니까?

생물학적 폐수 처리 시스템은 폐수의 화학적 구성과 유출수 요구 사항에 따라 여러 가지 절차와 다양한 미생물로 구성될 수 있습니다.

또한, 특정 미생물 집단에 이상적인 바이오매스 성장률을 유지하는 데 필요한 환경에 따라 변경되는 특정 운영 체제가 필요합니다.

예를 들어, 일정한 용존산소 수준을 유지하고 시스템 내 박테리아가 적절한 속도로 증식하여 배출 기준을 충족하려면 통기를 모니터링하고 수정하는 것이 종종 필요합니다.

용존산소 외에도 생물학적 시스템은 흐름, 부하, pH, 온도, 영양소의 균형을 맞춰야 하는 경우가 많습니다.

이제 이들의 작동 방식을 이해했으므로 호기성 폐수 처리 시스템의 유형에 대해 알아보겠습니다.

호기성 폐수 처리 시스템의 유형

기존 활성 슬러지

1차 처리 단계에서 나온 폐수는 폭기조로 유입되고, 여기서 활성 슬러지 공정이 발생합니다.

통기 후 유기물은 분해되어 자유롭게 떠다니는 호기성 미생물에 의해 소모되고, 그 결과 응집되어 더 큰 덩어리나 플록을 형성하는 생물학적 고형물이 생성됩니다.

폐수는 침전조나 침전조에 들어간 후 침전을 통해 부유 응집물과 분리됩니다.

개발된 바이오매스는 활성 슬러지를 폭기조로 재활용하여 조절하는 반면, 잉여 고형물은 슬러지로 폐기합니다.

활성 슬러지 처리 시스템은 종종 더 많은 면적을 필요로 하고 엄청난 양의 슬러지를 생산하는데, 이에 따른 처리 비용이 발생합니다.

그럼에도 불구하고, 자본 비용과 유지 관리 비용은 다른 솔루션에 비해 상대적으로 적습니다.

멤브레인 생물 반응기(MBR)

MBR은 침전 대신 막 여과와 기존의 부유성 성장 활성화 슬러지를 결합하여 부유 고형물을 분리하고 재활용하는 최첨단 생물학적 폐수 처리 기술입니다.

일반적인 MBR은 호기성(또는 혐기성 시스템의 혐기성) 처리 탱크, 통기 시스템, 믹서, 멤브레인 탱크, CIP(Clean-in-Place) 시스템, 중공 섬유 또는 평판형 초여과 멤브레인으로 구성됩니다.

많은 부품과 세척 과정으로 인해 자본 비용, 운영 비용, 유지 관리 비용이 높은 것으로 알려져 있습니다.

이동 침대 생물 반응기(MBBR)

MBBR은 일반적으로 매체 유지 체를 통해 용기 내에 유지되는 미세한 움직이는 폴리에틸렌 바이오필름 담체로 채워진 폭기조로 구성됩니다.

MBBR은 부유성 이동 바이오필름 운반체를 사용하기 때문에 막힘 없이 더 작은 공간에서 높은 BOD 폐수를 처리할 수 있습니다.

MBBR 이후에는 일반적으로 2차 침전조가 사용되지만 슬러지는 공정으로 다시 재활용되지 않습니다.

과도한 슬러지는 침전되어 슬러리 형태로 수집되어 고형 폐기물로 운반되거나 진공 트럭으로 슬러리를 제거합니다.

호기성 폐수 시스템에 관련된 세 가지 공정을 이해한 후, 폐수 처리 시설에 이 시스템을 설치하는 이점이 무엇인지 알고 계십니까?

호기성 폐수 처리 시스템의 장점

호기성 처리에는 호기성 미생물을 유지하기 위해 산소 공급이 필요합니다.

혐기성 처리와 비교했을 때, 통기 처리에는 냄새가 감소하고, 암모니아를 질산염으로 질산화하여 암모니아 배출량을 잠재적으로 줄일 수 있는 이점이 있으며, 작물에 쉽게 이용 가능한 질소 형태를 갖지만 용출에 더 취약하고, 주로 메탄인 온실 가스를 줄일 수 있습니다.

이는 폐수의 품질을 개선하고 사용에 적합하게 만드는 데 도움이 되는 신뢰성 있고 간단하며 효율적인 프로세스입니다.

그 결과로 나오는 슬러지는 냄새가 없으며 농업 산업에서 유기 비료로 재활용될 수 있습니다.

그러나 때로는 미생물이 폐수 유출물을 처리하지 못하면 이러한 시스템이 제대로 작동하지 않을 수 있습니다.

이러한 문제를 극복하기 위해 우리는 수년간의 연구를 수행하여 기존 시스템을 크게 변경하지 않고도 폐수 처리 시설의 전반적인 기능을 개선할 수 있는 솔루션을 수립했습니다.

미생물 균주는 높은 COD/BOD 수치를 낮추고, 슬러지 양을 줄이고, 높은 TSS 수치를 낮추고, 공장의 효율성을 개선하는 데 도움이 됩니다.

이 기술은 전 세계적으로 10억 리터가 넘는 폐수를 처리했습니다.

우리는 화학, 유제품, 제약, 염색, 섬유 등의 산업이 적절한 기술을 사용하여 폐수를 처리할 수 있도록 지속적으로 돕고 있습니다.

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