폐수 처리장의 미세-기공 확산기 파울링 특성 분석 및 통기 성능 복구
도시 폐수 처리장(WWTP)의 활성 슬러지 공정에서 중요한 단계인 산소 공급을 위한 폭기는 미생물의 기본적인 생명 활동을 유지하기에 충분한 산소를 제공할 뿐만 아니라 슬러지를 부유 상태로 유지하여 오염 물질의 흡착 및 제거를 촉진합니다. 폭기는 또한 WWTP에서 가장 많은 에너지를 소비하는- 단위로, 공장 전체 에너지 소비의 45%~75%를 차지합니다. 따라서 폭기 시스템의 성능은 WWTP의 처리 효율성과 운영 비용에 직접적인 영향을 미칩니다. 폭기 장비는 폭기 시스템의 핵심 구성 요소이며, 산소 전달 효율(OTE)이 높기 때문에 미세 기포 폭기 장치가 도시 하수처리장에서 가장 일반적으로 사용됩니다. 그러나 장기간 작동하는 동안-포기장치의 표면과 기공 내부에 오염물질이 필연적으로 축적됩니다. 배출수 품질을 보장하려면 송풍기에서 추가 공기 공급이 필요하므로 에너지 소비가 증가합니다. 더욱이, 오염은 기공 막힘을 악화시키고 통풍 장치 재료를 변경합니다. 장기간 작동 시 폭기 장치 구성 요소의 압력 손실(동적 습압, DWP)이 증가하여 송풍기 출구 공기 압력이 상승하고 추가 에너지 낭비가 발생합니다.
미세기포포기장치의 표면과 기공 내부에 쌓이는 오염물질로는 생물학적 오염, 유기오염, 무기오염 등이 있습니다. 유기물 오염은 유기물의 흡착 및 침전과 미생물 분비물의 침착으로 인해 발생합니다. 무기 오염은 일반적으로 금속 산화물과 같은 다가 양이온에 의해 형성된 화학적 침전물로 구성됩니다. 오염물질은 물리적 청소로 제거할 수 있는지 여부에 따라 물리적으로 가역적인 오염물질과 물리적으로 비가역적인 오염물질로 분류됩니다. 물리적으로 가역적인 오염은 기계적 세척과 같은 간단한 물리적 방법으로 제거할 수 있습니다. 이러한 오염 물질은 폭기 장치 표면에 느슨하게 부착되어 있기 때문입니다. 물리적으로 되돌릴 수 없는 오염은 물리적 세척으로는 제거할 수 없으며 보다 철저한 화학적 세척이 필요합니다. 물리적으로 비가역적인 오염물 중 화학적 세척으로 제거할 수 있는 오염물을 화학적으로 가역적 오염물이라고 하고, 화학적 세척으로도 제거할 수 없는 오염물을 회복 불가능한 오염물로 간주합니다.
현재 국내에서 사용되는 미세 기포 폭기 장치에는 EPDM(에틸렌 프로필렌 디엔 단량체)과 같은 전통적인 고무 소재와 HDPE(고밀도 폴리에틸렌)와 같은 최신 소재가-포함됩니다. HDPE 폭기장치의 가스 분배층은 기공 직경이 약 (4.0 ± 0.5) mm인 용융 폴리머로 내부 공기 전달 파이프를 코팅하여 형성됩니다. HDPE는 우수한 화학적, 기계적, 충격 저항성과 긴 사용 수명을 제공합니다. 그러나 기공 크기가 일정하지 않고 고르지 않게 분포되어 있어 오염 물질이 침착되기 쉽습니다. EPDM 소재는 유연성이 뛰어나며 기계적 절단으로 기공이 생성됩니다. EPDM 폭기장치는 단위 면적당 기공 수가 더 많아 더 작은 기포(최소 0.5mm)를 생성합니다. 고무막의 친수성 특성으로 인해 기포 형성에도 유리합니다. 그러나 미생물은 가소제를 기질로 활용하여 EPDM 표면에 부착하고 성장하는 경향이 있습니다. 동시에, 가소제의 소비로 인해 에어레이터 재료가 경화되어 궁극적으로 피로 손상이 발생하고 수명이 단축됩니다. 따라서 이 두 물질의 오염물질 축적 패턴과 그에 따른 산소 전달 효율 및 압력 손실의 변화를 조사할 필요가 있습니다.
본 연구에서는 연구 대상과 공정 조건이 유사한 두 개의 도시 폐수 처리 시설에서 수년 동안 작동한 후 교체된 미세 기포 폭기 장치를 사용했습니다. 폭기 장치의 오염 물질을 추출하고 층별로 특성화하여 주요 구성 요소를 식별했습니다. 이를 바탕으로 폭기장치의 산소 전달 효율을 회복하는 세척 방법의 유효성을 평가하여 미세 기포 폭기 시스템의 장기적 최적화 및 안정적인 작동을 위한 기본 데이터 및 기술 참조 제공을 목표로 합니다.{2}}
1 재료 및 방법
1.1 폐수처리장 소개
두 WWTP 모두 상하이에 위치하고 있으며 AAO(혐기성-무산소-산소) 공정을 핵심 처리 방식으로 사용합니다. WWTP A는 와류식 그릿 챔버 + 기존 AAO + 고-효율성 섬유 필터 + UV 소독 공정을 사용합니다. WWTP B는 폭기된 침사지 + 기존 AAO + 고{10}}효율성 침전조 + UV 소독 공정을 사용합니다. 두 시설 모두 "시립 폐수 처리장의 오염물질 배출 기준"(GB 18918-2002) A급 표준을 안정적으로 충족합니다. 특정 설계 및 작동 매개변수는 다음과 같습니다.표 1.
1.2 폭기장치 오염물질의 추출 및 특성 분석
실험에 사용된 미세기포 폭기장치는 A 공장에서 채취한 관형 HDPE 폭기장치(Ecopolemer, 우크라이나)와 B 공장에서 채취한 관형 EPDM 폭기장치(EDI-FlexAir, USA)를 사용하였으며, 두 제품의 사진은 도 1에 나타내었다.그림 1. 오래된 HDPE 튜브는 10년 동안 사용되었으며 치수 D×L=120 mm×1000 mm, 기공 직경(4±0.50) mm로 2~5 mm의 미세한 기포를 생성할 수 있었습니다. 기존 EPDM 튜브는 D×L=91 mm×1003 mm 크기로 3년 동안 사용되었으며 최소 기포 직경은 0.5 mm이고 1.0~1.2 mm의 미세한 기포를 생성했습니다.
오래된 HDPE 및 EPDM 튜브를 호기성 탱크에서 회수하여 접착 필름 위에 놓고 탈이온수로 헹구었습니다. 폭기장치 표면에 부착된 오염물질을 긁어내기 위해 화염-멸균 블레이드를 사용하여 기계적 스크러빙을 수행했습니다.
오염이 산소 전달 성능에 미치는 영향을 추가로 연구하기 위해 HDPE 튜브에 화학적 세척을 수행했습니다. 기계적 세척 후, HDPE 튜브를 5% HCl 및 5% NaClO 용액에 각각 24시간 동안 담가 두었습니다. 오래된 튜브, 기계적으로 세척한 튜브, 화학적으로 세척한 튜브를 60도 오븐(모델 XMTS-6000)에서 60시간 동안 건조했습니다. 그런 다음 주사 전자 현미경(SEM, 모델 JSM-7800F, 일본), 에너지 분산 X선 분광법(EDX, Oxford Instruments, 영국) 및 공초점 레이저 주사 현미경(CLSM, 모델 TCS SP8, 독일)을 사용하여 표면을 검사했습니다. HCl 세정액을 0.45μm 멤브레인을 통해 여과하고, 유도결합플라즈마광방출분광법(ICP, model ICPS-7510, Japan)을 이용하여 다가 양이온(Ca, Mg, Al, Fe 이온 등 포함)의 정량분석을 수행하였다. HCl과 NaClO는 EPDM 멤브레인의 변성 및 노화를 유발할 수 있으므로 EPDM 튜브에 대한 화학적 세척은 수행되지 않았습니다. EPDM 튜브를 5 cm x 5 cm 막 조각으로 자르고 용액 내 다가 양이온의 정량 분석을 위해 HCl에 담갔습니다.
1.3 폭기장치 산소 전달 성능 테스트 장치 및 방법
미세 기포 통풍기의 산소 전달 성능은 "미세 기포 통풍기의 깨끗한 물 산소 전달 성능 측정"(CJ/T 475-2015)에 따라 테스트되었습니다. 테스트 설정은 다음과 같습니다.그림 2.
장치는 1.2m × 0.3m × 1.4m 크기의 스테인레스{0}}강 구조로 양쪽에 유기 유리 관찰 창이 있습니다. 폭기 장치는 금속 지지대를 사용하여 중앙 바닥에 침수 깊이 1.0m로 고정되었습니다. 다중-매개변수 수질 분석기(Hach HQ30D, USA)를 사용하여 용존 산소(DO) 농도를 실시간으로 모니터링했습니다.- 탈산소제로는 무수아황산나트륨을, 촉매로는 염화코발트를 사용하였다. 압력 게이지 판독값은 폭기장치의 동적 습윤 압력(DWP, kPa)을 나타냅니다. 측정 결과는 온도, 염도, DO에 대해 보정되었습니다. 평가지표로는 표준화된 산소전달효율(SOTE, %)을 사용하였다.
송풍기 에너지 소비는 공기 공급 유량 및 출구 공기 압력과 관련이 있으며, 이는 각각 폭기 장치의 SOTE 및 DWP의 영향을 받습니다. 따라서 SOTE와 DWP의 결합 효과를 나타내는 폭기 에너지 소비 지수 J(kPa·h/g)를 사용하여 폭기 장치 성능을 평가했습니다. 이는 전달된 산소의 단위 질량당 폭기장치가 극복해야 하는 압력 손실로 정의됩니다. J는 다음 방정식에 표시된 대로 DWP/SOTE와 공기 유량(AFR) 사이의 선형 회귀 피팅의 기울기로부터 계산됩니다.
어디:
아프리카는 공기 유량, m³/h입니다.
ρ공기는 20도에서 1.29 × 103 g/m3로 간주되는 공기 밀도입니다.
yO2는 공기 중 산소 함량으로, 0.23g O2/g air로 표시됩니다.
2 결과 및 분석
2.1 신규, 기존 및 청소된 통풍장치의 산소 전달 성능
그림 3다양한 공기 유량에서 폭기 장치의 SOTE 및 DWP를 보여줍니다.
그림 3(a)와 (b)에서 새로운 HDPE 튜브와 새로운 EPDM 튜브의 SOTE 값은 각각 (7.36±0.53)%와 (9.68±1.84)%였습니다. EPDM 튜브는 비표면적이 크고 작은 기포를 생성하여 기-액체 접촉 면적과 체류 시간을 늘려 SOTE를 높입니다. AFR이 높을수록 기포 수와 초기 속도가 증가하여 기포 충돌이 더 많이 발생하고 더 큰 기포가 형성되어 기체에서 액체상으로의 산소 전달을 방해하기 때문에 두 폭기장치의 SOTE는 AFR이 증가함에 따라 감소했습니다. EPDM 튜브의 SOTE는 HDPE 튜브에 비해 AFR이 증가함에 따라 더욱 뚜렷한 감소 경향을 보였습니다. 이는 HDPE 에어레이터의 기공이 단단하고 AFR에 따라 변하지 않는 반면, EPDM 에어레이터의 기공은 유연하고 AFR이 증가함에 따라 더 넓게 열려 더 큰 기포를 형성하고 SOTE를 더욱 감소시키기 때문입니다.
장기간 작동 후- HDPE 튜브의 SOTE는 26.7% 감소한 (5.39±0.62)%로 떨어졌습니다. 이는 주로 오염 물질이 축적되어 모공을 막고 기포 생성을 위한 유효 기공 수가 감소했기 때문입니다. 기계적 스크러빙을 수행한 결과 HDPE 튜브의 SOTE가 (5.59±0.66)%로 증가되었으나 회수율이 크지 않았는데, 이는 HDPE 튜브의 오염물질이 표면에 부착되었을 뿐만 아니라 기공 내부에도 침전되어 기계적 스크러빙으로 제거하기 어려웠기 때문일 수 있습니다. Jianget al. NaClO가 HDPE 튜브에서 오염물질을 효과적으로 제거하고 통기 성능을 복원할 수 있다는 사실을 발견했습니다. NaClO 세척 후 HDPE 튜브의 SOTE는 (6.14±0.63)%로 회복되었으며 이는 새 튜브 수준의 83.4%이지만 여전히 완전히 회복할 수 없습니다. 이는 장기간 작동 시 오염 물질이 단단히 부착되어 기공 구조가 변형되고 공기 흐름이 방해되며 기포 유착이 증가하고 기포 비표면적 및 체류 시간이 감소하여 산소 전달을 방해하기 때문입니다. 동시에 오염으로 인해 공기 분포가 고르지 않아 전반적인 성능이 저하됩니다.
기존 EPDM 튜브의 SOTE는 6.4% 감소한 (9.06±1.75)%로 떨어졌습니다. 오염 물질 축적으로 인한 기공 막힘 외에도 생물학적 오염은 재료의 가소제를 소모하여 폭기 장치를 경화시키고 기공을 변형시킵니다. 변형된 기공은 원래 상태로 돌아갈 수 없으므로 더 큰 기포가 생성되고 SOTE가 낮아집니다. 기계적 스크러빙은 EPDM 튜브의 SOTE를 (9.47±1.87)%로 증가시켜 거의 새 튜브 수준으로 복원시켰는데, 이는 EPDM 튜브의 오염물질이 표면에 느슨하게 부착되어 기계적 스크러빙으로 대부분 제거될 수 있음을 나타냅니다.
그림 3(c)와 (d)에서 새로운 EPDM 튜브의 DWP는 (6.47±0.66)kPa로, 새로운 HDPE 튜브의 DWP[(1.47±0.49)kPa]보다 상당히 높았습니다. 이는 EPDM 튜브의 기공 직경이 HDPE 튜브의 기공 직경보다 작기 때문에 기포를 압착할 때 저항이 더 커지기 때문입니다. 장기간 작동 후-기존 HDPE 튜브의 DWP는 새 튜브의 DWP의 2.97배인 (4.36±0.56)kPa로 증가했습니다. DWP의 증가는 기공 막힘 정도 및 물질 변화와 관련이 있습니다. 기계적 스크러빙을 통해 HDPE 튜브의 DWP가 새 튜브의 DWP보다 2.25배 감소했습니다. NaClO 세척은 새 튜브의 1.39배인 (2.04±0.45)kPa로 더욱 감소시켰습니다. 이는 다시 HDPE 튜브의 대부분의 오염 물질이 기공 내부에 침전되어 기계적 스크러빙으로는 효과적으로 제거할 수 없으므로 성능을 복원하려면 NaClO 세척이 필요함을 나타냅니다. 기존 EPDM 튜브의 DWP는 새 튜브의 1.25배인 (8.10 ± 0.94) kPa로 증가했으며, 기계적 스크러빙 후에는 1.10배로 감소했습니다.
그림 4폭기 장치에 대한 AFR을 사용한 DWP/SOTE(DWP'로 표시)의 변화를 보여줍니다.
DWP' 대 AFR을 맞추기 위해 선형 회귀 방정식이 사용되었으며, 에너지 소비 매개변수 J는 기울기로부터 얻어졌습니다. 새로운 HDPE 및 새로운 EPDM 튜브의 J 값은 각각 0.064 및 0.204 kPa·h/g으로, 이는 전달된 산소의 단위 질량당 EPDM 튜브가 더 큰 압력 손실을 극복해야 함을 나타냅니다. 교체 시 HDPE 튜브와 EPDM 튜브의 J 값은 각각 0.251 및 0.274 kPa·h/g으로 증가했습니다. 압력 손실 증가로 이어지는 통풍기 오염으로 인해 송풍기 안전 작동에 영향을 미칠 수 있습니다. 기계적 스크러빙 후 HDPE 및 EPDM 튜브의 J 값은 각각 0.184 및 0.237kPa·h/g으로 감소했습니다. J의 변화는 폭기장치 오염물질의 정량 분석에 사용될 수 있습니다. 오래된 튜브와 기계적으로 닦은 튜브 사이의 J 차이는 물리적으로 가역적인 오염으로 인해 발생합니다. 기계적으로 닦은 튜브와 새 튜브의 차이는 물리적으로 되돌릴 수 없는 오염으로 인해 발생합니다. 기계적으로 세척한 튜브와 화학적으로 세척한 튜브 사이의 차이는 화학적으로 가역적인 오염으로 인해 발생하는 반면, 화학적으로 세척된 튜브와 새 튜브 사이의 차이는 회복 불가능한 오염으로 인해 발생합니다. 그림 5는 폭기장치의 에너지 소비 매개변수 J의 변화를 보여줍니다.
에서그림 5HDPE 튜브의 경우 물리적으로 가역적인 오염과 물리적으로 비가역적인 오염이 각각 전체 오염의 35.8%와 64.2%를 차지했습니다. 물리적 비가역적 오염 중에서 화학적으로 가역적 오염과 회복 불가능한 오염이 각각 42.8%, 21.4%를 차지하였다. EPDM 튜브의 경우, 물리적으로 가역적인 오염과 물리적으로 비가역적인 오염이 각각 52.9%와 47.1%를 차지했습니다. 회복 불가능한 오염은 처음에는 나타나지 않지만 시간이 지남에 따라 축적되어 궁극적으로 에어레이터의 사용 수명을 결정합니다. 따라서 가역적인 오염에서 비가역적인 오염으로의 전환을 늦추고 회복 불가능한 오염의 축적을 최소화하기 위해 합리적인 청소 일정을 수립해야 합니다.
2.2 새 통풍장치, 오래된 통풍장치, 청소된 통풍장치의 SEM 관찰
그림 6새것, 오래된 것, 기계적으로 세척된 통풍장치의 표면에 대한 SEM 이미지를 보여줍니다. 새로운 HDPE 튜브의 다공성 구조는 명확하게 눈에 띄는 반면, 새로운 EPDM 튜브의 표면은 깔끔한-공극으로 매끄러워졌습니다. 수년간의 작동 후에 두 통풍기의 표면 형태가 크게 변경되었습니다. 고르지 못한 막대 모양-과 블록형 오염 물질이 표면을 완전히 덮었고, 모공 주변과 내부에 오염 물질 집합체가 생겨 산소 전달을 방해하고 압력 손실이 증가했습니다. 기계적 스크러빙 후 EPDM 튜브 표면의 오염물질은 대부분 제거되었으나 기공은 막힌 상태로 남아 있었습니다. HDPE 튜브의 경우 오염물질층 두께가 감소했지만 여전히 기공이 덮여 있었습니다.
2.3 신규, 기존 및 세척된 통풍장치의 무기 오염 분석
EDX는 통풍기 표면의 주요 원소 조성을 추가로 분석하는 데 사용되었으며 결과는 다음과 같습니다.표 2. HDPE와 EPDM 표면 모두에서 탄소, 산소, 철, 규소 및 칼슘이 검출되었습니다. HDPE 튜브에는 마그네슘도 포함되어 있었고 EPDM 튜브에는 알루미늄도 포함되어 있었습니다. HDPE 튜브의 무기오염물질은 이산화규소, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 인산철인 반면, EPDM 튜브의 무기오염물질은 이산화규소, 산화알루미늄으로 추정된다. 이러한 무기 침전물은 도시 폐수 및 활성 슬러지의 무기 이온 농도가 폭기 장치 표면에서 포화 상태에 도달했을 때 형성되었습니다. 기계적 세정 후 폭기장치 표면의 무기 성분은 기존 튜브와 비교하여 거의 차이가 없었으며 이는 기계적 세정으로는 무기 오염물질을 효과적으로 제거할 수 없음을 나타냅니다. Kim et al. 장기간 작동 후- 무기 오염물질이 유기 오염물질로 뒤덮여 모공 표면과 내부에 촘촘하게 달라붙어 기계적 스크러빙으로는 제거하기 어렵다는 사실을 발견했습니다.
HCl 세척 후, Aerator 표면의 금속이온이 완전히 제거되었습니다. HCl은 표면을 덮고 있는 유기층 일부를 부식시켜 침투하여 금속이온과 반응하여 중화 및 분해를 거쳐 무기침전물을 제거한다. 폭기장치를 담그는 데 사용된 HCl 세척액을 ICP로 분석하여 무기오염물질 함량을 계산하였습니다. HDPE 튜브의 Ca, Mg 및 Fe 함량은 각각 18.00, 1.62 및 13.90 mg/cm²인 반면, EPDM 튜브의 Ca, Al 및 Fe 함량은 각각 9.55, 1.61 및 3.38 mg/cm²입니다.
2.4 새 통풍장치, 오래된 통풍장치, 청소된 통풍장치의 유기 오염 분석
유기 오염물질의 분포를 정량적으로 조사하기 위해 Image J 소프트웨어를 사용하여 CLSM 현미경 사진의 전체 세포, 다당류 및 단백질의 생체량 및 기질 피복 비율을 계산하고 평균을 최종 결과로 사용했습니다.그림 7).
그림 7(a)에서 단백질과 총 세포는 각각 HDPE 및 EPDM 튜브에서 유기 오염 물질의 주요 구성 요소였으며 최대 총 부피는 7.66×10⁵ 및 7.02×10⁵ μm3에 이릅니다. EPDM 튜브의 총 세포 부피는 HDPE 튜브의 총 세포 부피의 2.5배였으며, 이는 Garrido-Baserba et al.의 연구 결과와 일치합니다. Garrido-Baserba 등은 다른 재료에 비해 오래된 EPDM 통풍기의 총 DNA 농도가 더 높다고 보고했습니다. Wangeret al. EPDM 튜브에 미생물이 부착될 때 주변 환경에 유기 기질이 충분하지 않으면 EPDM 멤브레인 가소제를 사용한다는 사실을 발견했습니다. 미생물은 가소제를 탄소원으로 활용하여 성장과 번식을 가속화함으로써 EPDM 표면의 생물학적 오염을 강화할 수 있습니다. EPDM 튜브의 다당류 및 단백질 함량은 HDPE 튜브의 다당류 및 단백질 함량보다 훨씬 낮았습니다. 이는 아마도 플랜트 A에 비해 플랜트 B의 슬러지 연령이 더 높기 때문에 세포외 고분자 물질(EPS) 농도가 낮아졌기 때문일 수 있습니다. EPS의 주성분인 미생물이 분비하는 단백질과 다당류는 A 공장의 HDPE 튜브 표면에서 유기 오염물질의 중요한 원인이 되었습니다.
기계적 스크러빙 후 HDPE 튜브의 총 세포, 다당류 및 단백질의 양은 각각 1.49×10⁵, 0.13×10⁵ 및 1.33×10⁵ μm3 감소했습니다. EPDM 튜브에서 해당 감소는 각각 2.20×10⁵, 1.88×10⁵ 및 2.38×10⁵ μm3였습니다. 이는 기계적 세정이 유기 오염을 어느 정도 줄일 수 있음을 나타냅니다.
그러나 HDPE 튜브의 경우 기계적 스크러빙 후 다당류와 단백질의 기질 피복 면적이{0}}각각 2.75%와 6.28%에서 4.67%와 7.09%로 증가했습니다[그림 7(b)]. 이는 세포외 고분자 물질(EPS)이 높은 점도를 갖기 때문에 발생했습니다. 결과적으로 기계적 스크러빙은 단백질, 다당류 및 무기 오염물질을 HDPE 튜브 표면 전체에 더 광범위하게 확산시켜 더 넓은 면적을 차지하는 역효과를 가져왔습니다. 이는 기계적 스크러빙이 HDPE 튜브의 통기 효율성을 크게 복원하지 못한 이유를 설명합니다.
NaClO 세척 후 HDPE 튜브의 총 세포, 다당류 및 단백질은 각각 2.34×10⁵, 3.42×10⁵ 및 4.53×10⁵ μm3 감소하여 기계적 스크러빙보다 훨씬 높은 제거 효율을 나타냈습니다. NaClO는 유기 오염물질의 작용기를 케톤, 알데히드 및 카르복실산으로 산화시켜 모화합물의 친수성을 증가시키고 폭기장치에 대한 오염물질 부착을 감소시킵니다. 더욱이, 슬러지 플록과 콜로이드는 산화제에 의해 미세한 입자와 용해된 유기물로 분해될 수 있습니다.
3 결론
①새로운 HDPE 및 새로운 EPDM 튜브의 SOTE 값은 각각 (7.36±0.53)% 및 (9.68±1.84)%였습니다. EPDM 튜브의 SOTE는 HDPE 튜브에 비해 AFR이 증가함에 따라 더욱 뚜렷한 감소 경향을 보였습니다. 이는 HDPE 에어레이터의 기공이 단단하고 AFR에 따라 변하지 않는 반면, EPDM 에어레이터의 기공은 유연하고 AFR이 증가함에 따라 더 넓게 열려 더 큰 기포를 형성하고 SOTE를 더욱 감소시키기 때문입니다.
②HDPE 튜브의 표면과 기공 내부에 오염물질이 축적되어 산소 전달 효율이 26.7% 감소했고, 압력 손실은 새 튜브에 비해 2.97배 증가했습니다. HDPE 튜브의 오염물질은 대부분 기공 내부에 침전되어 기계적 스크러빙이 효과적이지 않았습니다. 화학적 세정 후 HDPE 튜브의 SOTE는 새 튜브 수준의 83.4%로 회복되었으며, DWP는 새 튜브의 1.39배로 감소하여 상당한 성능 향상을 보였습니다. 그러나 오염물질의 침전으로 인해 원래의 상태로 완전히 회복되지는 못했습니다. HDPE 튜브의 경우 물리적으로 가역적인 오염, 화학적으로 가역적인 오염, 회복 불가능한 오염이 각각 35.8%, 42.8%, 21.4%를 차지했습니다.
③장기간 사용 후- EPDM 튜브의 산소 전달 효율은 6.4% 감소하고 압력 손실은 새 튜브에 비해 1.25배 증가했습니다. 기계적 세정 후, EPDM 튜브의 통기 성능은 새 튜브 수준으로 거의 회복되었으며, 이는 EPDM 튜브의 오염물질이 표면에 느슨하게 부착되어 기계적 세정으로 대부분 제거될 수 있음을 나타냅니다. EPDM 튜브의 경우, 물리적으로 가역적인 오염과 물리적으로 비가역적인 오염이 각각 52.9%와 47.1%를 차지했습니다.
④HDPE 튜브에서는 단백질이 유기 오염물질의 주성분인 반면, EPDM 튜브에서는 전체 세포가 주성분이었습니다. 이는 미생물이 EPDM 소재에 포함된 가소제를 탄소원으로 활용해 미생물의 성장과 번식을 촉진해 EPDM 소재 폭기장치에 생물학적 오염을 심화시키기 때문이다.